JPH10507029A - 重イオンビームの高速の磁気走査 - Google Patents
重イオンビームの高速の磁気走査Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 選ばれた表面上でイオンビームを走査するため少なくとも20Hzの基 本周波数で変調した強力な磁界を作るための磁気偏向システムであって、該シス テムは、 間にイオンビームが通る間隙を定める磁極面をそれぞれ有する複数の磁 極を備えた磁気走査構造体、この場合、前記磁気走査構造体は、少なくとも部分 的にはそれぞれ約0.2〜1.0mmの範囲の厚さの高い透磁性材料でできた積 層体、該積層体の各層は、比較的薄い電気的絶縁層によって仕切られており、該 積層体は基本周波数に対して低い磁気抵抗の磁気透過路と前記強力な磁界の高次 の高調波成分を有し、該積層体は各層に局所的に誘起される渦電流を限定した値 に抑える働きをしている、と、 前記磁気走査構造体と関連し走査電流源で励起された走査コイル、この 場合、前記走査電流源は、少なくとも20Hzの速度でイオンビームを走査させ る時間の関数として予め選んだ最小値以上のマグニチュードで変化する実質的に 単極の走査磁界を前記間隙に発生させる励起電流を走査コイルに供給するために 選ばれており、前記最小値はイオンビームが選ばれた表面上で走査されている間 、イオンビームの横断面の大きさが実質的に変動しないようにゼロよりも充分に 大きな値である、走査コイルと、 を具備する磁気偏向システム。 2. クレーム1に記載の磁気偏向システムであって、前記間隙内の前記磁界 のマグニチュードは選ばれた表面上をイオンビームが走査している間、少なくと も約50ガウスである、磁気偏向システム。 3. クレーム2に記載の磁気偏向システムであって、前記間隙内の前記磁界 のマグニチュードは選ばれた表面上をイオンビームが走査している間、少なくと も約200ガウスである、磁気偏向システム。 4. クレーム1に記載の磁気偏向システムを含む装置であって、さらにイオ ンビームを前記間隙内に導入するイオンビーム源を具備している、装置。 5. クレーム4に記載の装置であって、前記イオンビーム源は前記磁極面に よって定められる間隙の一方の側近くにイオンビームを導入するように配置され ている、装置。 6. クレーム4に記載の装置は、さらに走査されるイオンビームを受けるた めの選ばれた表面を有する半導体基板を走査イオンビームの経路に置く様に構成 されたエンドステーションを具備する、装置。 7. クレーム6に記載の装置は、さらにイオン源から、磁気システムを通っ てエンドステーションに至る真空容器しており、これによってビームがイオン源 からエンドステーションまで真空中を進む間に、ビームは偏向システムの磁極表 面に直接曝される、装置。 8. クレーム1に記載の磁気偏向システムであって、前記イオンビームは第 1のビーム経路を通って前記間隙に入り、前記システムは、さらに前記ビームが 前記間隙を通過し、前記単磁極偏向磁界の影響を受けて第1のビーム経路の一方 の側に偏向されてから、イオンビームを受けるような位置に置かれた直流扇形磁 石を有している、この場合、該扇形磁石は、ビームが選ばれた表面を照射する前 にイオンビームの中に有る可能性のあるかなりの割合の中性粒子を除くため前記 ビームが常に前記第1のビーム経路の方向に対してかなりの角度で進むように前 記走査平面で第1のビーム経路からさらに離れる方向に走査イオンビームを偏向 させる実質上静的な磁界をイオンビームに加えるように形成され、かつ配置され ている、磁気偏向システム。 9. クレーム8に記載の磁気偏向システムであって、前記直流扇形磁石は二 次よりも大きな次数の他項式に従う輪郭を有する、磁気偏向システム。 10. クレーム9に記載の磁気偏向システムであって、前記直流扇形磁石は四 次他項式に従う輪郭を有する、磁気偏向システム。 11. クレーム8に記載の磁気偏向システムがさらにイオンビームの位置を感 知するためのビーム収集カップと、前記直流扇形磁石がつくる静的磁界のマグニ チュードをイオンビームが選ばれた表面に当たる角度を実質的に制御するために 前記収集カップが感知したイオンビームの位置に基づいて選ばれた値に調節する ための収集カップに結合された手段と、を具備する磁気偏向システム。 12. イオン注入システムであって、該システムは イオンビーム内のイオンの選ばれた種を提供するイオン源と組み合わせ て選ばれた表面上でイオンビームを走査するために少なくとも20ヘルツの基本 周波数で変調した強い磁界をつくる磁気偏向システムと、 前記イオンビームを受けるための選ばれた表面を有する半導体基板をイ オンビームの経路に位置させるように配置したエンドステーションと、 前記イオン源から磁気システムを通ってエンドステーションに達する真 空容器、この場合、イオンビームは真空中をイオン源からエンドステーションま で進みながら前記偏向システムの表面に直接曝される、と、 を具備し、 前記磁気偏向システムは、前記基板にイオン注入を行うエンドステーシ ョンで基板上でイオンビームを均一に走査するように形成され、かつ配置されて おり、 前記磁気偏向システムは、 間にイオンビームが通る間隙を定める磁極面をそれぞれ有する複数の磁 極を備えた磁気走査構造体、この場合、前記磁気走査構造体は、少なくとも部分 的にはそれぞれ約0.2〜1.0mmの範囲の厚さの高い透磁性材料でできた積 層体、該積層体の各層は、比較的薄い電気的絶縁層によって仕切られており、該 積層体は基本周波数に対して低い磁気抵抗の磁気透過路と前記強力な磁界の高次 の高調波成分を有し、該積層体は各層に局所的に誘起される渦電流を限定した値 に抑える働きをしている、と、 前記磁気走査構造体と関連し走査電流源で励起された走査コイル、この 場合、前記走査電流源は、少なくとも20Hzの速度でイオンビームを走査させ る時間の関数として予め選んだ最小値以上のマグニチュードで変化する実質的に 単極の走査磁界を前記間隙に発生させるための、実質的に高次の高調波および約 20Hzの基本周波数を含む励起電流を走査コイルに供給するために選ばれてお り、前記最小値はイオンビームが選ばれた表面上で走査されている間、イオンビ ームの横断面の大きさが実質的に変動しないようにゼロよりも充分に大きな値で ある、走査コイルと、 を具備する磁気偏向システム。 13. 選ばれた表面上にイオンビームを走査する磁気偏向システムであって、 間にイオンビームが通る間隙を定める磁極面をそれぞれ有する複数の磁 極を備えた磁気走査構造体と、 前記磁気走査構造体と関連し走査電流源で励起された走査コイル、この 場合、前記走査電流源は、イオンビームを走査させる時間の関数として予め選ん だ最小値以上のマグニチュードで変化する実質的に単極の走査磁界を前記間隙に 発生させる励起電流を走査コイルに供給するために選ばれており、前記最小値は イオンビームが選ばれた表面上で走査されている間、イオンビームの横断面の大 きさが実質的に変動しないようにゼロよりも充分に大きな値である、走査コイル と、 を具備する磁気偏向システム。 14. クレーム13に記載の磁気偏向システムであって、 イオンビームの経路に配置された、中性粒子が選ばれた表面に当たる前 に、イオンビームから出る中性粒子を分離できるようにイオンビームを選ばれた 表面に向かう方向に偏向させるように構成された少なくともひとつの扇形磁石を さらに具備する、磁気偏向システム。 15. 選ばれた表面上にイオンビームを走査する磁気偏向システムであって、 間にイオンビームが通る間隙を定める磁極面をそれぞれ有する複数の磁 極を備えた磁気構造体と、 前記磁気走査構造体と関連し、イオンビームを走査させる時間の関数と して予め選んだ最小値以上のマグニチュードで変化する実質的に単極の走査磁界 を前記間隙に発生させるため前記走査コイルを励起させる波形発生手段よって励 起される走査コイル、この場合前記最小値はイオンビームが選ばれた表面上で走 査してる間、選ばれた表面におけるイオンビームの横断面の大きさが実質的に変 動するのを実質的に防ぐためにゼロよりも充分に大きな値である、と、 を具備する磁気偏向システム。 16. クレーム15に記載の磁気偏向システムであって、前記間隙内の前記磁 界のマグニチュードは、イオンビームが選ばれた表面を走査している間、少なく とも50ガウスである、磁気偏向システム。 17. クレーム1に記載の磁気偏向装置に含まれる装置であって、イオンビー ムによって照射すべき多数の基板を保持するカルーセル、該カルーセルはイオン ビームの経路に置かれ、軸を中心に回転可能である、を具備する、装置。 18. 選ばれた表面上でイオンビームを走査する方法であって、該方法は、 それぞれ走査コイルおよびその間に間隙を定める磁極面を持つ磁極を備 える磁気構造体を用意し、 第1のビーム経路を経て間隙中にイオンビームを通す、 第1のビーム経路の方向の一方の側にイオンビームを走査するため時間 の関数として予め選択した最小値以上のマグニチュードで変化する実質的に単磁 極の走査磁界を間隙の中に発生させる走査コイルに励起電流波形を生じさせ、こ の場合、前記最小値は選ばれた表面上にイオンビームを走査している間に選ばれ た表面におけるイオンビームの横断面の大きさが実質的に変動するのを実質的に 防ぐためゼロよりも充分に大きくし、 選ばれた表面をビームが照射する前にイオンビーム内にあるかなりの割 合の中性化粒子がビームから除かれるように常に第1ビーム経路の方向に対して かなりの角度で進ませるため、ビームが間隙を通り、前記第1のビーム経路の一 方の側へ偏向された後、走査面において走査イオンビームを第1ビーム経路から さらに遠ざけるように偏向させる、 ステップからなるイオンビーム走査方法。 19. クレーム13に記載の磁気偏向システムであって、 前記イオンビームは第1ビーム経路を通って間隙に入り、ビームが間隙 を通過し、単極走査磁界に影響されて第1ビーム経路の一方の側面へ偏向された 後、イオンビームが照射されるようにビーム偏向器を配設する。選ばれた表面を ビームが照射する前にイオンビーム内にあるかなりの割合の中性粒子がビームか ら除かれるよう常にビームが第1ビーム経路の方向に対してかなりの角度で進ま せるため、走査されるイオンビームを第1ビーム経路からさらに遠ざかる方向に 走査イオンビームを偏向させる実質的に静的な磁界を走査されたイオンビームに 加えるように扇形磁石を構成する。 20. クレーム19に記載の磁気偏向システムであって、前記ビーム偏向器は イオンビームに対して実質上静的な磁界を加えるように構成された直流扇形コリ メータである、磁気偏向システム。 21. クレーム19に記載の磁気偏向システムであって、イオンビームはひと つのビーム経路を通って前記ビーム偏向器に入って行き、ビーム偏向器はイオン ビームが前記ひとつのビーム経路に対して少なくとも約30°の角度に位置する 別のビーム経路を通ってビーム偏向器を出ていくようにイオンビームを偏向させ るように構成されている。 22. クレーム21に記載の磁気偏向システムであって、前記角度は少なくと も約45°である、磁気偏向システム。
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