JPH06267492A - Electron showering device - Google Patents

Electron showering device

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Publication number
JPH06267492A
JPH06267492A JP5048013A JP4801393A JPH06267492A JP H06267492 A JPH06267492 A JP H06267492A JP 5048013 A JP5048013 A JP 5048013A JP 4801393 A JP4801393 A JP 4801393A JP H06267492 A JPH06267492 A JP H06267492A
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JP
Japan
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electrode
electrons
wafer
electron
deceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP5048013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Shono
一弘 庄野
Naomitsu Fujishita
直光 藤下
Kazuhiko Noguchi
和彦 野口
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5048013A priority Critical patent/JPH06267492A/en
Publication of JPH06267492A publication Critical patent/JPH06267492A/en
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Abstract

PURPOSE:To radiate a large quantity of low-energy primary electrons to a wafer with their heating value being suppressed, by providing a means for emitting electrons between a lead-out electrode and a decelerating electrode and a means for paralleling the emitted electrons. CONSTITUTION:An ion beam 13 is radiated to a wafer 11 set up in a rotary disc 10. An electron showering device 1 mounted on a Faraday's cup 9 is driven to radiate electron shower 14 to the wafer 11, thereby neutralizing a positive charge. Then, as an electrode for paralleling a locus, a focusing electrode 5 composed of a mesh-like or plural slits is provided to set the potential of the electrode 5 to be higher than those of a lead-out electrode 3, an electrode 4 for constituting an emission space and a decelerating electrode 6. Thereby, after the electrons pass through the electrode 5, they are abruptly decelerated between the electrode 5 and the electrode 6, so that the electrons may reach the electrode 6 at an angle close to nearly vertical thereto and the electrons passing through the electrode 6 may efficiently reach the wafer 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体イオン注入工
程などに用いられるイオン注入装置に付加されるエレク
トロンシャワー装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron shower apparatus added to an ion implantation apparatus used in a semiconductor ion implantation process or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、例えば特開平2ー288143
号公報に示された従来のエレクトロンシャワー装置の、
構成概略を示す断面図である。図において、1はファラ
デーカップに取り付けられたエレクトロンシャワー装
置、2は熱電子放出用源(フィラメント)、3はコント
ロールグリッド、5はスクリーングリッド、6は電子放
出口、11は回転ディスクに設置されたウエハ、12は
ディスクバイアス電源、13はイオンビーム、14は電
子シャワーである。
2. Description of the Related Art FIG.
Of the conventional electron shower device disclosed in Japanese Patent Publication No.
It is sectional drawing which shows a schematic structure. In the figure, 1 is an electron shower device attached to a Faraday cup, 2 is a thermoelectron emission source (filament), 3 is a control grid, 5 is a screen grid, 6 is an electron emission port, and 11 is a rotating disk. A wafer, 12 is a disk bias power source, 13 is an ion beam, and 14 is an electron shower.

【0003】次に動作について説明する。図7におい
て、イオンビーム13がウエハ11に照射される。この
ときウエハ上の絶縁物上にはイオンの正の電荷が蓄積さ
れ、正帯電状態となる。そこでイオンビーム電流量モニ
ターのためのファラデーカップに取り付けられたエレク
トロンシャワー装置1を駆動し、電子シャワー14をウ
エハ11に照射して正帯電を中和する。より具体的に
は、まず、フィラメント2から熱電子が放出され、熱電
子はコントロールグリッド3/スクリーングリッド5に
よってビーム状に形成された後、電子放出口6から外部
へ放出される。放出された電子シャワー14は、ディス
クバイアス電源12によって回転ディスク上に設置され
たウエハ11の方向にエネルギーを与えられ、ウエハ1
1に照射される。このようにしてウエハ11の正帯電を
中和する。このとき、逆に電子による負帯電で素子が破
壊しないよう、例えば4M‐DRAMの構成要素である
トランジスタなどの素子の破壊耐圧〜20Vに対応し
て、20eV以下の低エネルギー電子を大量にファラデ
ーカップ内に放出するためには、電子放出口6の面積を
増やす方法が考えられる。
Next, the operation will be described. In FIG. 7, the wafer 11 is irradiated with the ion beam 13. At this time, the positive charges of the ions are accumulated on the insulator on the wafer to be in the positively charged state. Therefore, the electron shower device 1 attached to the Faraday cup for monitoring the ion beam current is driven to irradiate the wafer 11 with the electron shower 14 to neutralize the positive charge. More specifically, first, thermoelectrons are emitted from the filament 2, the thermoelectrons are formed into a beam shape by the control grid 3 / screen grid 5, and then emitted from the electron emission port 6 to the outside. The discharged electron shower 14 is given energy by the disk bias power source 12 toward the wafer 11 placed on the rotating disk, and
1 is irradiated. In this way, the positive charge of the wafer 11 is neutralized. At this time, conversely, in order to prevent the element from being destroyed by negative charging by electrons, a large amount of low-energy electrons of 20 eV or less corresponding to the breakdown voltage of the element such as a transistor which is a component of 4M-DRAM to ˜20 V is charged. A method of increasing the area of the electron emission port 6 is conceivable in order to emit the electrons into the inside.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のエレクトロンシ
ャワー装置は以上のように構成されているので、電子放
出口6の面積を増やす際、この実施例においてはフィラ
メント2を図1(b)に示すように面状に配置したた
め、フィラメント2からの発熱量が大きくなり、ウエハ
11に対して悪影響を与えるという問題があった。
Since the conventional electron shower apparatus is constructed as described above, when the area of the electron emission port 6 is increased, the filament 2 in this embodiment is shown in FIG. 1 (b). Since they are arranged in a plane as described above, the amount of heat generated from the filament 2 becomes large, and there is a problem that the wafer 11 is adversely affected.

【0005】また、フィラメント2の全長が長くなり、
フィラメント2の両端間の電位差が大きくなってしまう
ため、フィラメント2のウエハ11との電位差が小さい
方の端の部分で発生した電子はエネルギーが小さくな
る。そのため、電子の輸送効率が落ち、面積の増加の割
には電子量が増えないという問題があった。
Further, the total length of the filament 2 becomes long,
Since the potential difference between both ends of the filament 2 becomes large, the energy of electrons generated at the end of the filament 2 where the potential difference with the wafer 11 is small becomes small. Therefore, there is a problem that the electron transport efficiency is reduced and the amount of electrons does not increase in spite of the increase in area.

【0006】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、一本の直線状フィラメントから大面
積・大電流の低エネルギー1次電子をファラデーカップ
内に放出することのできるエレクトロンシャワー装置を
得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an electron shower capable of emitting a large area, large current, low energy primary electron into a Faraday cup from a single linear filament. The purpose is to obtain the device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係るエレクト
ロンシャワー装置は、引き出し電極の後に減速電極を設
置したものにおいて、引き出し電極と減速電極の間に電
子を発散させる手段と、発散させた電子を平行化する手
段を設けたものである。
In the electron shower device according to the present invention, a deceleration electrode is installed after the extraction electrode, and means for diverging electrons between the extraction electrode and the deceleration electrode and the diverted electrons are provided. It is provided with means for parallelizing.

【0008】また、電子を発散させる手段として、引き
出し電極と集束電極の間に挿入された電極により構成さ
れる発散空間と、発散させた電子を平行化する手段とし
て、前記発散空間の後に設けられた少なくとも1枚以上
のメッシュもしくは複数の開口部を持つ集束電極を設け
たものである。
As a means for diverging the electrons, a divergence space formed by an electrode inserted between the extraction electrode and the focusing electrode and a means for collimating the diverged electrons are provided after the divergence space. In addition, at least one mesh or a focusing electrode having a plurality of openings is provided.

【0009】また、前記発散空間を構成する電極と引き
出し電極を同電位で構成したものである。
Further, the electrodes forming the diverging space and the extraction electrodes are formed at the same potential.

【0010】また、減速電極の断面形状を引き出し電極
側に向かって凹型にしたものである。
Further, the deceleration electrode has a sectional shape which is concave toward the extraction electrode side.

【0011】[0011]

【作用】この発明におけるエレクトロンシャワー装置
は、引き出し電極と減速電極の間に電子を発散させる手
段と発散させた電子を平行化する手段を設けたので、低
エネルギーの1次電子を一本の直線状フィラメントから
発散角を抑えたまま短い距離で大面積で放出することが
可能となり、発熱量を抑えたまま大量の低エネルギー1
次電子をウエハへ照射することが可能となる。
In the electron shower apparatus according to the present invention, the means for diverging the electrons and the means for collimating the diverged electrons are provided between the extraction electrode and the deceleration electrode. It is possible to release a large area in a short distance from the filamentous filament while suppressing the divergence angle.
It becomes possible to irradiate the wafer with secondary electrons.

【0012】また、電子を発散させる手段として、引き
出し電極と集束電極の間に挿入された電極により構成さ
れる発散空間と、発散させた電子を平行化する手段とし
て、前記発散空間の後に設けられた少なくとも1枚以上
のメッシュもしくは複数の開口部を持つ集束電極を設け
たことにより、比較的簡単な構成で実施できる。
Further, as a means for diverging the electrons, a divergence space constituted by an electrode inserted between the extraction electrode and the focusing electrode and a means for collimating the diverged electrons are provided after the divergence space. Further, by providing at least one mesh or a focusing electrode having a plurality of openings, it is possible to carry out with a relatively simple structure.

【0013】また、上述のエレクトロンシャワー装置に
おいて、引き出し電極と発散空間をつくるための電極を
同電位で構成することにより、ほぼ同様の効果を保ちつ
つ構成を簡略化できる。
Further, in the above-mentioned electron shower device, by constructing the extraction electrode and the electrode for forming the divergence space at the same potential, the construction can be simplified while maintaining substantially the same effect.

【0014】また、減速電極の断面形状をを引き出し電
極側に向かって凹にしたことにより、電子の発散抑制効
果が得られる。
Further, since the cross-sectional shape of the deceleration electrode is concave toward the extraction electrode side, the effect of suppressing electron divergence can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

実施例1.図1(a)はこの発明の第一の実施例を示す
断面図であり、図において1はファラデーカップ9に取
り付けられたエレクトロンシャワー装置、2は熱電子放
出源(フィラメント)、3は電子引き出し電極、4は発
散空間を設けるための電極、5は集束電極、6は減速電
極、7はフィラメント加熱電流により発生する磁界を減
少させるための逆電流用導体、8は反射電極、11は回
転ディスク10の上に設置されたウエハ、12はディス
クバイアス電源、13はイオンビーム、14は電子シャ
ワー、15は発散空間を示す。
Example 1. FIG. 1 (a) is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an electron shower device attached to a Faraday cup 9, 2 is a thermoelectron emission source (filament), and 3 is an electron extraction device. Electrodes, 4 are electrodes for providing a divergence space, 5 are focusing electrodes, 6 is a deceleration electrode, 7 is a reverse current conductor for reducing the magnetic field generated by the filament heating current, 8 is a reflective electrode, and 11 is a rotating disk. A wafer placed on top of 10, a disk bias power source 12, a ion beam 13, an electron shower 14 and a divergence space 15.

【0016】次に動作について説明する。図1(a)に
おいて、イオン源より発生し、質量分離器により所望す
る種類のイオンのみに選別されたイオンビーム13が、
回転ディスク10に設置されたウエハ11に照射され
る。このとき、ウエハ上の絶縁物上にはイオンの正の電
荷が蓄積され、正帯電状態となる。そこでイオンビーム
電流量モニターのためのファラデーカップ9に取り付け
られたエレクトロンシャワー装置1を駆動し、電子シャ
ワー14をウエハ11に照射して正帯電を中和する。
Next, the operation will be described. In FIG. 1A, an ion beam 13 generated from an ion source and selected by a mass separator into only ions of a desired type is
The wafer 11 placed on the rotating disk 10 is irradiated. At this time, the positive charges of the ions are accumulated on the insulator on the wafer to be in the positively charged state. Therefore, the electron shower device 1 attached to the Faraday cup 9 for monitoring the ion beam current amount is driven to irradiate the wafer 11 with the electron shower 14 to neutralize the positive charge.

【0017】そのときのエレクトロンシャワー装置の駆
動を詳細に説明する。逆電流用導体7中を流れる逆電流
によってフィラメント加熱電流のつくる磁場の影響を減
少された熱電子は、フィラメント2から引き出し電極3
によって引き出される。電子14は引き出し電極3の発
散レンズ効果などで発散しながら引き出されたあと、さ
らに発散空間15を自分自身の空間電荷効果により広が
りながら進むため面積を拡大することができる。しか
し、減速電極6の電位は、イオンビーム13によって発
生するウエハ11からの2次電子を吸収することを避け
るため、引き出し電極3の電位よりも低く設定されてい
るので減速空間となり、空間電荷効果により必要以上に
電子が発散する。そのため減速電極6の端部での電子は
減速電極6に対する入射角が浅くなり、減速電極6に到
達できずに反射されてしまうなど有効に利用できない。
このときの軌道の様子を図2に示す。また、距離が短け
れば面積を拡大できないことは言うまでもなく、逆に発
散角を抑えて面積を広げようとすれば、電子の輸送距離
が長くなり、結果としてエレクトロンシャワー装置1が
大きくなってしまう。
The driving of the electron shower device at that time will be described in detail. The thermoelectrons whose influence of the magnetic field generated by the filament heating current is reduced by the reverse current flowing through the reverse current conductor 7 are drawn from the filament 2 to the extraction electrode 3
Pulled out by. The electrons 14 are extracted while diverging due to the diverging lens effect of the extraction electrode 3, and then further spread in the diverging space 15 due to the space charge effect of the electron itself, so that the area can be expanded. However, since the potential of the deceleration electrode 6 is set lower than the potential of the extraction electrode 3 in order to avoid absorbing secondary electrons from the wafer 11 generated by the ion beam 13, it becomes a deceleration space and the space charge effect. Causes the electrons to diverge more than necessary. Therefore, the electrons at the end of the deceleration electrode 6 have a small incident angle with respect to the deceleration electrode 6 and cannot reach the deceleration electrode 6 and are reflected, so that they cannot be effectively used.
The state of the orbit at this time is shown in FIG. Needless to say, if the distance is short, the area cannot be increased. On the contrary, if the divergence angle is suppressed and the area is increased, the electron transport distance becomes long, and as a result, the electron shower device 1 becomes large.

【0018】そこで、軌道を平行化する電極としてメッ
シュ状もしくは複数のスリットからなる集束電極5を設
け、集束電極の電位を引き出し電極3、発散空間を構成
するための電極4及び減速電極電位6より高く設定する
ことにより、引き出し電極3、発散空間15を構成する
ための電極4、集束電極5の間で集束電界が形成され
る。図3に実際に使用する電位の一例を各電極に当ては
めた場合の電界の計算結果を示す。図3における等電位
線の形状と、集束電極5の電位が最も高い値であること
から、集束電界の形成されていることがわかる。このと
きの電極電位はフィラメント2に対して引き出し電極3
が100V、発散空間15を構成するための電極4が8
0V、集束電極5が200V、減速電極が15Vであっ
た。この電界により、電子は全体的には発散しながら徐
々に軌道を集束電極5に対して垂直な向きに変化させ
る。
Therefore, a focusing electrode 5 having a mesh shape or a plurality of slits is provided as an electrode for collimating the trajectories, and the potential of the focusing electrode is drawn out from the electrode 3, the electrode 4 for forming a diverging space, and the deceleration electrode potential 6. By setting it high, a focusing electric field is formed between the extraction electrode 3, the electrode 4 for forming the divergence space 15, and the focusing electrode 5. FIG. 3 shows the calculation result of the electric field when an example of the potential actually used is applied to each electrode. From the shape of the equipotential lines in FIG. 3 and the potential of the focusing electrode 5 being the highest value, it can be seen that a focusing electric field is formed. The electrode potential at this time is the same as the extraction electrode 3 with respect to the filament 2.
Is 100 V, and the electrode 4 for forming the divergence space 15 is 8
0V, the focusing electrode 5 was 200V, and the deceleration electrode was 15V. Due to this electric field, the electrons gradually change their orbits in a direction perpendicular to the focusing electrode 5 while diverging as a whole.

【0019】さらに集束電極5、減速電極6間距離を構
造上問題のない範囲で短くすることにより、電子は集束
電極5を通過後減速電極6との間で急激に減速されるた
め、空間電荷による発散をほとんど受けずに減速電極6
にほぼ垂直に近い角度で到達でき、また、電子エネルギ
ー分布の広がりも比較的小さいため、反射されることな
く減速電極6を通過する。このときの軌道の様子は図1
(b)のようになる。減速電極6を通過した電子は、最
終的にはディスクバイアス電源12により設定されたエ
ネルギーでウエハまで到達する。このときにも電子エネ
ルギー分布の広がりが比較的小さいため、効率良くウエ
ハまで到達できる。このように、フィラメント2からの
電子を発散角を抑えたまま短い距離で面積を大きくでき
るため、面状のフィラメント配置をとる必要がなく、線
状のフィラメント2から大面積・大電流の電子シャワー
14を得ることができる。そのため、比較的簡単な構成
で、発熱量を抑えたまま低エネルギーで大電流の電子シ
ャワー14をウエハ11へ照射することが可能となる。
Further, by shortening the distance between the focusing electrode 5 and the deceleration electrode 6 within a range where there is no structural problem, the electrons are rapidly decelerated between the focusing electrode 5 and the deceleration electrode 6, so that the space charge is reduced. Deceleration electrode 6 with almost no divergence due to
Can be reached at an angle close to vertical, and the spread of the electron energy distribution is relatively small, so that it passes through the deceleration electrode 6 without being reflected. The orbit at this time is shown in Fig. 1.
It becomes like (b). The electrons that have passed through the deceleration electrode 6 finally reach the wafer with the energy set by the disk bias power supply 12. Also at this time, the spread of the electron energy distribution is relatively small, so that the wafer can be efficiently reached. As described above, since the area of the electron from the filament 2 can be increased in a short distance while suppressing the divergence angle, it is not necessary to arrange the filament in a plane shape, and the linear filament 2 can be used for an electron shower of a large area and a large current. 14 can be obtained. Therefore, it is possible to irradiate the wafer 11 with the electron shower 14 of low energy and large current while suppressing the amount of heat generation with a relatively simple configuration.

【0020】実施例2.発散空間15を構成するための
電極4は引き出し電極3と同電位に構成してもほぼ同様
の効果が得られるため、構成が簡略化できる。
Example 2. Even if the electrode 4 for forming the divergence space 15 has the same potential as that of the extraction electrode 3, the same effect can be obtained, so that the structure can be simplified.

【0021】実施例3.発散空間15を構成するための
電極4の形状は空間が電子の発散/集束を妨げないもの
であればいかなるものでもよく、例えば発散空間14が
引き出し電極3から集束電極5に向かってテーパー状に
広がっていくようなものでも良い。
Example 3. The shape of the electrode 4 for forming the divergence space 15 may be any shape as long as the space does not hinder the divergence / focusing of electrons. For example, the divergence space 14 is tapered from the extraction electrode 3 toward the focusing electrode 5. It may be something that spreads out.

【0022】実施例4.集束電極5の形状も、引き出し
電極3、発散空間15を構成するための電極4、集束電
極5の間で集束電界を形成するものであればいかなるも
のでも良く、例えば引き出し電極3側に凸の断面を持っ
たものでも良く、また、複数枚を組み合わせたものでも
良い。
Example 4. The shape of the focusing electrode 5 may be any shape as long as it forms a focusing electric field between the extraction electrode 3, the electrode 4 for forming the divergence space 15, and the focusing electrode 5, and for example, is convex on the extraction electrode 3 side. It may have a cross section or a combination of a plurality of sheets.

【0023】実施例5.集束電極5が単独でも集束効果
を発揮する場合には、発散空間15を構成するための電
極4の代わりに、絶縁物を用いてもよい。例えば、図4
は発散空間を設けるための絶縁物を用いた場合の実施例
を示す断面図であり、図において17は発散空間を設け
るための絶縁物を示す。他の構成部品は図1のものと同
じである。
Example 5. If the focusing electrode 5 alone exerts the focusing effect, an insulator may be used instead of the electrode 4 for forming the diverging space 15. For example, in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an embodiment in which an insulator for providing a divergent space is used, and 17 in the figure shows an insulator for providing a divergent space. The other components are the same as those in FIG.

【0024】次に動作について説明する。引き出し電極
3の後に発散空間15を設けることにより、電子は引き
出し電極3の発散レンズ効果などで発散しながら引き出
されたあと、発散空間15を自分自身の空間電荷効果に
より広がりながら進むため面積を拡大することは実施例
1とほぼ同じである。ここで、集束電極5の電位を引き
出し電極3及び減速電極6より高くするとともに、集束
電極5の幅を減速電極6の幅より短いものを用いること
により、電極の端部では電界が曲っているため、電位の
高い集束電極5の端部では集束効果が発生する。このと
き、集束電極5の幅と電位を適当に選べば電子軌道の平
行化ができる。また、集束電極5、減速電極6間距離を
短くすることにより、空間電荷効果による発散が小さく
なり減速による発散も最小限に抑えることができる。こ
のようにフィラメント2からの電子を効率良く発散/集
束できるため、低エネルギーの1次電子14を一本の直
線状フィラメント2から発散角を抑えたまま短い距離で
大面積で放出することが可能となり、簡単な構成で発熱
量を抑えたまま大量の低エネルギー1次電子14をウエ
ハ11へ照射することが可能となる。
Next, the operation will be described. By providing the divergence space 15 after the extraction electrode 3, the electrons are extracted while diverging due to the divergence lens effect of the extraction electrode 3 and then spread out in the divergence space 15 due to the space charge effect of oneself, so that the area is enlarged. What is done is almost the same as in the first embodiment. Here, the potential of the focusing electrode 5 is made higher than that of the extraction electrode 3 and the deceleration electrode 6, and the width of the focusing electrode 5 is shorter than that of the deceleration electrode 6, so that the electric field is bent at the end of the electrode. Therefore, a focusing effect occurs at the end of the focusing electrode 5 having a high electric potential. At this time, electron trajectories can be parallelized by appropriately selecting the width and potential of the focusing electrode 5. Further, by shortening the distance between the focusing electrode 5 and the deceleration electrode 6, the divergence due to the space charge effect is reduced and the divergence due to the deceleration can be minimized. Since the electrons from the filament 2 can be efficiently diverged / focused in this way, the low-energy primary electrons 14 can be emitted from a single linear filament 2 in a large area in a short distance while suppressing the divergence angle. Therefore, it becomes possible to irradiate the wafer 11 with a large amount of low-energy primary electrons 14 while suppressing the heat generation amount with a simple configuration.

【0025】実施例6.集束電極5の形状は上記以外で
も、集束効果を与えるものであればどんなものでも良
く、例えば図5に示すように集束電極5として複数枚の
電極を用いて集束電界を形成することも可能である。こ
れらの例は、引き出し電極3から集束電極5に向かって
凹の加速電界を形成するように複数枚の電極を配置した
ものである。もちろんこれらの集束電極形状はすべて請
求項2及び請求項3の発明と組み合せればさらに効果が
ある。
Example 6. The focusing electrode 5 may have any shape other than the above as long as it provides a focusing effect. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of electrodes may be used as the focusing electrode 5 to form a focusing electric field. is there. In these examples, a plurality of electrodes are arranged so as to form a concave accelerating electric field from the extraction electrode 3 toward the focusing electrode 5. Of course, all of these focusing electrode shapes are more effective when combined with the inventions of claims 2 and 3.

【0026】実施例7.図6は請求項4の発明の一実施
例によるエレクトロンシャワー装置の構成断面図であ
る。図において、6は断面形状が引き出し電極3に向か
って凹形の減速電極であり、その他の構成部品は図1に
示すものと同じである。
Example 7. FIG. 6 is a sectional view showing the construction of an electron shower device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 6 is a deceleration electrode having a concave sectional shape toward the extraction electrode 3, and the other components are the same as those shown in FIG.

【0027】次に動作について説明する。請求項1〜3
の構成において断面形状が引き出し電極3に向かって凹
形の減速電極6を用いることにより、集束電極5、減速
電極6間の減速空間でも電界が電子の発散を抑える方向
に働くため、より効率良く低エネルギー電子を放出で
き、ひいては発熱量を抑えたまま大量の低エネルギー1
次電子シャワー14をウエハ11へ照射することが可能
となる。
Next, the operation will be described. Claims 1-3
By using the deceleration electrode 6 having a concave cross-section toward the extraction electrode 3 in the above configuration, the electric field works in the deceleration space between the focusing electrode 5 and the deceleration electrode 6 in a direction to suppress the divergence of electrons, so that it is more efficient. It can emit low-energy electrons and, in turn, generates a large amount of low energy while suppressing the amount of heat generated.
It is possible to irradiate the wafer 11 with the next electron shower 14.

【0028】実施例8.減速電極の形状は図6に示した
以外にも、例えばV字型のものや、円弧の一部のような
形状など、凹形であればどんな形状のものでも良い。
Example 8. The deceleration electrode may have any shape other than that shown in FIG. 6 as long as it has a concave shape such as a V-shape or a shape like a part of an arc.

【0029】実施例9.本発明のすべての実施例におい
て、集束電極5や減速電極6としてメッシュ状もしくは
複数のスリットからなる電極を用いているが、これらの
電極は機械的強度が劣るため、例えば電極支持の方法を
片端支持・片端自由端にしたり、両脇の部分に補強のた
めの厚みをもたせるなどして熱膨張による変形を防止す
ると良い。
Example 9. In all the embodiments of the present invention, the focusing electrode 5 and the deceleration electrode 6 are mesh-shaped or have a plurality of slits. However, these electrodes have poor mechanical strength. It is good to prevent deformation due to thermal expansion by supporting and freeing one end, or by giving both sides a thickness for reinforcement.

【0030】なお、本発明はフィラメント以外のあらゆ
る電子源、例えばプラズマ電子源や電界放出型陰極など
でも同様の効果がある。
The present invention has the same effect with all electron sources other than filaments, such as plasma electron sources and field emission cathodes.

【0031】さらに、本発明は、大量の電子をシャワー
状にして用いる他の装置、たとえば平面型表示装置の電
子発生部などにも適用できる。
Furthermore, the present invention can be applied to other devices that use a large amount of electrons in the form of a shower, such as an electron generating portion of a flat panel display device.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、引き
出し電極と減速電極の間に電子を発散させる手段と発散
させた電子を平行化する手段を設けたので、低エネルギ
ーの1次電子を一本の直線状フィラメントから発散角を
抑えたまま短い距離で大面積で放出することが可能とな
り、発熱量を抑えたまま大量の低エネルギー1次電子を
ウエハへ照射することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the means for diverging the electrons and the means for collimating the diverged electrons are provided between the extraction electrode and the deceleration electrode. Can be emitted from a single linear filament in a large area in a short distance while suppressing the divergence angle, and it becomes possible to irradiate a large amount of low energy primary electrons onto the wafer while suppressing the heat generation amount. .

【0033】また、電子を発散させる手段として、引き
出し電極と集束電極の間に挿入された電極により構成さ
れる発散空間と、発散させた電子を平行化する手段とし
て、前記発散空間の後に設けられた少なくとも1枚以上
のメッシュもしくは複数の開口部を持つ集束電極を設け
たことにより、比較的簡単な構成で実施できる。
Further, as a means for diverging the electrons, a divergence space constituted by an electrode inserted between the extraction electrode and the focusing electrode and a means for collimating the diverged electrons are provided after the divergence space. Further, by providing at least one mesh or a focusing electrode having a plurality of openings, it is possible to carry out with a relatively simple structure.

【0034】また、上述のエレクトロンシャワー装置に
おいて、引き出し電極と発散空間をつくるための電極を
同電位で構成することにより、ほぼ同様の効果を保ちつ
つ構成を簡略化できる。
In the electron shower device described above, the extraction electrode and the electrode for forming the divergence space are configured to have the same potential, so that the configuration can be simplified while maintaining substantially the same effect.

【0035】また、減速電極の断面形状をを引き出し電
極側に向かって凹にしたことにより、さらなる電子の発
散抑制効果が得られる。
Further, by making the cross-sectional shape of the deceleration electrode concave toward the extraction electrode side, a further electron divergence suppressing effect can be obtained.

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

【図1】この発明の実施例1を示す構成断面図である。FIG. 1 is a configuration cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】減速電界における電子軌道を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing electron trajectories in a decelerating electric field.

【図3】この発明の実施例1の集束電界を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a sectional view showing a focused electric field according to the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例5を示す構成断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a fifth embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例6を示す構成断面図である。FIG. 5 is a structural cross-sectional view showing Embodiment 6 of the present invention.

【図6】この発明の実施例7を示す構成断面図である。FIG. 6 is a structural cross-sectional view showing Embodiment 7 of the present invention.

【図7】従来のエレクトロンシャワー装置を示す構成断
面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a conventional electron shower device.

【符号の説明】 1 エレクトロンシャワー装置 2 熱電子放出用源 3 引き出し電極 4 発散空間を設けるための電極 5 集束電極 6 減速電極 7 逆方向電流供給手段 8 反射電極 9 ファラデーカップ 10 回転ディスク 11 ウエハ 12 ディスクバイアス電源 13 イオンビーム 14 電子シャワー 15 発散空間 16 等電位線 17 発散空間を設けるための絶縁物[Description of Reference Signs] 1 electron shower device 2 source for thermoelectron emission 3 extraction electrode 4 electrode for providing divergence space 5 focusing electrode 6 deceleration electrode 7 reverse current supply means 8 reflection electrode 9 Faraday cup 10 rotating disk 11 wafer 12 Disk bias power supply 13 Ion beam 14 Electron shower 15 Divergence space 16 Equipotential line 17 Insulator for providing divergence space

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン注入装置に搭載され、イオンビー
ムによるウエハの正帯電を中和するために用いられ、フ
ィラメントからの熱電子を直接ウエハに輸送するエレク
トロンシャワー装置で、所望する量の電子を引き出すた
めの引き出し電極と、引き出された電子を所望のエネル
ギーにする減速電極を持つものにおいて、引き出し電極
と減速電極の間に、電子を発散させる手段と、発散させ
た電子を平行化する手段とを設けたことを特徴とするエ
レクトロンシャワー装置。
1. An electron shower device, which is mounted on an ion implantation apparatus and is used to neutralize the positive charging of a wafer by an ion beam, and which transports thermal electrons from a filament directly to the wafer. What has an extraction electrode for extracting and a deceleration electrode for making extracted electrons a desired energy, means for diverging electrons between the extraction electrode and the deceleration electrode, and means for collimating the diverged electrons An electron shower device characterized by being provided with.
【請求項2】 上記エレクトロンシャワー装置におい
て、電子を発散させる手段として、引き出し電極と減速
電極の間に挿入された電極により構成される発散空間
と、発散させた電子を平行化する手段として、前記空間
の後に設けられた少なくとも1枚以上のメッシュもしく
は複数の開口部を持つ集束電極を設けたことを特徴とす
る請求項1記載のエレクトロンシャワー装置。
2. In the electron shower apparatus, as means for diverging electrons, a divergence space formed by an electrode inserted between an extraction electrode and a deceleration electrode and a means for parallelizing the diverged electrons are provided. The electron shower device according to claim 1, further comprising a focusing electrode having at least one mesh or a plurality of openings provided after the space.
【請求項3】 前記発散空間を構成する電極と、引き出
し電極が同電位であることを特徴とする請求項2記載の
エレクトロンシャワー装置。
3. The electron shower device according to claim 2, wherein the electrode forming the diverging space and the extraction electrode have the same potential.
【請求項4】 減速電極の断面形状を引き出し電極側に
向かって凹にしたことを特徴とする請求項1〜3記載の
エレクトロンシャワー装置。
4. The electron shower device according to claim 1, wherein the deceleration electrode has a cross-sectional shape concave toward the extraction electrode side.
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