JPH11507702A - 平行イオン光学素子および高電流低エネルギイオンビーム装置 - Google Patents
平行イオン光学素子および高電流低エネルギイオンビーム装置Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.基板にイオンを照射する装置において、 イオン源と、 開口を備えた複数の第1電極シートとを有し、該電極シートは、電極シート の前記開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合し ており、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 互いに隣接する電極シート間に連結される複数のスペーサと、 前記基板を支持する基板支持体と、 前記イオン源、電極シート、スペーサおよび基板支持体を包囲する真空包囲 体と、 前記電極シートに接続される電子装置とを更に有し、該電子装置は、電極シ ートに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内にイオンを転送し、 前記イオン源からのイオンが、基板を照射すべく前記イオンチャンネルを通 って転送されることを特徴とする装置。 2.前記イオンが、薄膜として前記基板上に蒸着される、請求の範囲第1項に記 載の装置。 3.前記イオンが前記基板中に注入される、請求の範囲第1項に記載の装置。 4.前記スペーサは開口を備えた絶縁シートでありかつ互いに隣接するイオンチ ャンネル間に配置される、請求の範囲第1項に記載の装置。 5.前記スペーサは、互いに隣接する電極シート間の個々のスペーサ要素を有し かつ互いに隣接するイオンチャンネル間に配置される、請求の範囲第1項に記載 の装置。 6.前記イオンチャンネルは湾曲している、請求の範囲第1項に記載の装置。 7.前記イオンチャンネルは、その一端の第1詰込みパターンと、他端の第2詰 込みパターンとを有する、請求の範囲第1項に記載の装置。 8.複数の電気接続部を備えた少なくとも1つの電極シートを更に有し、各電気 接続部が、前記開口のサブセットの境界を定める少なくとも1つの電極シート の導電性材料に電気的に接続される、請求の範囲第1項に記載の装置。 9.前記少なくとも1つの電極シートは、前記開口の境界を形成する、板で形成 された貫通孔を備えた多層ボードである、請求の範囲第8項に記載の装置。 10.前記電極シートの複数の開口が、隣接する電極シートの開口と一致し、これ により、複数のイオンチャンネルが単一のイオンチャンネルになる、請求の範囲 第1項に記載の装置。 11.選択されたイオンチャンネル内への開口を備えたガスマニホルドを更に有し 、これにより、前記開口を通して前記選択されたイオンチャンネル内にガスが射 出される、請求の範囲第1項に記載の装置。 12.前記ガスマニホルドが、 第1層を有し、該第1層が、前記イオンチャンネルに一致する開口と、前記 第1層の前記開口の列間のガスチャンネルの列とを備え、 第2層を有し、該第2層が、前記イオンチャンネルに一致する開口と、前記 第1層の前記開口の列間のガスチャンネルの列とを備え、該第2層の列が第1層 の列に対して平行ではなく、前記第2層の少なくとも1つの前記開口が前記第1 層の列まで延びている、請求の範囲第11項に記載の装置。 13.電極の配列を更に有し、該配列の電極は前記イオンチャンネルに対して実質 的に平行であり、前記イオンチャンネルは前記配列の電極間に延びている、請求 の範囲第1項に記載の装置。 14.開口を備えた複数の第2電極シートを更に有し、該第2電極シートは、電極 の前記配列からの前記イオンチャンネルが前記第2電極シートの前記開口内に延 びるように、実質的に平行に整合している、請求の範囲第13項に記載の装置。 15.前記第2電極シートにより形成される前記イオンチャンネルが、その一端の 第1詰込みパターンと、前記電極の配列近くの他端の第2詰込みパターンとを有 する、請求の範囲第1項に記載の装置。 16.前記イオンチャンネルは、その一端が他端よりも密に詰込まれている、請求 の範囲第1項に記載の装置。 17.複数のイオン源を更に有する、請求の範囲第1項に記載の装置。 18.前記イオンチャンネルに対する前記イオン源の対応比は1:1であり、各イ オン源はそれぞれのイオンチャンネルにイオンを供給する、請求の範囲第17項 に記載の装置。 19.前記複数の第1電極シートが連結される軸と、 該軸を回転させるモータとを更に有する、請求の範囲第1項に記載の装置。 20.前記複数の第1電極シートの温度を低下させるクライオコンデンセーション 装置を更に有する、請求の範囲第1項に記載の装置。 21.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 互いに隣接する電極シート間に連結される複数のスペーサを有し、該スペー サは互いに隣接するイオンチャンネル間に配置され、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内のイオンを操作することを特徴 とする装置。 22.前記スペーサは開口を備えた絶縁シートである、請求の範囲第21項に記載 の装置。 23.前記スペーサは、互いに隣接する電極シート間の個々のスペーサ要素を有す る、請求の範囲第21項に記載の装置。 24.前記スペーサがKaptonからなる、請求の範囲第21項に記載の装置。 25.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数の湾曲イオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合して おり、各湾曲イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され 、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加して湾曲イオンチャンネル内のイオンを操作することを 特徴とする装置。 26.開口を備えかつ互いに隣接する湾曲イオンチャンネル間に配置される複数の 絶縁シートを更に有する、請求の範囲第25項に記載の装置。 27.互いに隣接する電極シート間の個々のスペーサ要素であって、互いに隣接す るイオンチャンネル間に配置されるスペーサ要素を更に有する、請求の範囲第2 5項に記載の装置。 28.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 前記イオンチャンネルは、その一端の第1詰込みパターンと、他端の第2詰 込みパターンとを備え、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内のイオンを操作することを特徴 とする装置。 29.前記イオンチャンネルは、その一端が他端よりも密に詰込まれている、請求 の範囲第28項に記載の装置。 30.前記第2詰込みパターンは前記イオンチャンネルが電極の配列内に延びるこ とを可能にし、前記配列の電極は前記イオンチャンネルに対して実質的に平行で ある、請求の範囲第28項に記載の装置。 31.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 前記イオンチャンネルは、その一端が他端よりも密に詰込まれており、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内のイオンを操作することを特徴 とする装置。 32.前記イオンチャンネルは、その一端の第1詰込みパターンと、他端の第2詰 込みパターンとを有する、請求の範囲第31項に記載の装置。 33.前記第2詰込みパターンは前記イオンチャンネルが電極の配列内に延びるこ とを可能にし、前記配列の電極は前記イオンチャンネルに対して実質的に平行で ある、請求の範囲第31項に記載の装置。 34.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 複数の電気接続部を備えた少なくとも1つの電極シートを有し、各電気接続 部が、前記開口のサブセットの境界を定める少なくとも1つの電極シートの導電 性材料に電気的に接続され、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内のイオンを操作することを特徴 とする装置。 35.前記少なくとも1つの電極シートは、前記開口を形成する、板で形成された 貫通孔を備えた多層ボードである、請求の範囲第34項に記載の装置。 36.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 電極シートの複数の開口が、隣接する電極シートの開口と一致し、これによ り、複数のイオンチャンネルが単一のイオンチャンネルになり、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内のイオンを操作することを特徴 とする装置。 37.複数の電気接続部を備えた少なくとも1つの電極シートを更に有し、各電気 接続部が、前記開口のサブセットの境界を定める少なくとも1つの電極シートの 導電性材料に電気的に接続される、請求の範囲第36項に記載の装置。 38.前記少なくとも1つの電極シートは、前記開口を形成する、板で形成された 貫通孔を備えた多層ボードである、請求の範囲第37項に記載の装置。 39.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 選択されたイオンチャンネル内への開口を備えたガスマニホルドを有し、こ れにより、前記開口を通して前記選択されたイオンチャンネル内にガスが射出さ れ、 前記電極シートに接続される電子装置を更に有し、該電子装置は、電極シー トに選択的に電圧を印加してイオンチャンネル内のイオンを操作することを特徴 とする装置。 40.前記ガスマニホルドが、 第1層を有し、該第1層が、前記イオンチャンネルに一致する開口と、前記 第1層の前記開口の列間のガスチャンネルの列とを備え、 第2層を有し、該第2層が、前記イオンチャンネルに一致する開口と、前記 第1層の前記開口の列間のガスチャンネルの列とを備え、該第2層の列が第1層 の列に対して平行ではなく、前記第2層の少なくとも1つの前記開口が前記第1 層の列まで延びている、請求の範囲第39項に記載の装置。 41.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の第1電極シートを有し、該第1電極シートは、電極シー トの前記開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合 しており、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され 、 電極の配列を有し、該配列の電極は前記イオンチャンネルに対して実質的に 平行であり、前記イオンチャンネルは前記配列の電極間に延びており、 前記電極シートおよび前記配列の電極に接続される電子装置を更に有し、該 電子装置は、電極シートおよび電極に選択的に電圧を印加してイオンチャンネル 内のイオンを操作することを特徴とする装置。 42.前記電極シートにより形成される前記イオンチャンネルが、その一端の第1 詰込みパターンと、前記電極の配列近くの他端の第2詰込みパターンとを有す る、請求の範囲第41項に記載の装置。 43.前記イオンチャンネルは、その一端が他端よりも密に詰込まれている、請求 の範囲第41項に記載の装置。 44.開口を備えた複数の第2電極シートを更に有し、該第2電極シートは、電極 の前記配列からの前記イオンチャンネルが前記第2電極シートの前記開口内に延 びるように、実質的に平行に整合している、請求の範囲第41項に記載の装置。 45.前記第2電極シートにより形成される前記イオンチャンネルが、その一端の 第1詰込みパターンと、前記電極の配列近くの他端の第2詰込みパターンとを有 する、請求の範囲第44項に記載の装置。 46.前記イオンチャンネルは、前記第2電極シートの一端が、第2電極シートの 他端よりも密に詰込まれている、請求の範囲第44項に記載の装置。 47.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 回転可能な軸を有し、前記電極シートは、前記イオンチャンネルが前記軸に 対して実質的に平行になるように前記軸に連結され、 前記軸を回転させるべく前記軸に連結されたモータと、 前記電極シートに接続される電子装置とを更に有し、該電子装置は、電極シ ートに電圧を印加して、前記イオンチャンネルが前記モータにより回転されると 、選択されたイオンを前記イオンチャンネル内に保持することを特徴とする装置 。 48.互いに隣接する電極シート間に接続された複数のスペーサを更に有し、該ス ペーサは、前記選択されたイオン以外の粒子を、前記イオンチャンネルから容易 に除去できるパターンで配置されている、請求の範囲第47項に記載の装置。 49.イオンを操作する装置において、 開口を備えた複数の電極シートを有し、該電極シートは、電極シートの前記 開口が複数のイオンチャンネルを形成するように、実質的に平行に整合しており 、各イオンチャンネルは前記複数の各電極シートの開口により形成され、 前記電極シートを包囲する真空包囲体と、 前記複数の電極シートの温度を低下させるクライオコンデンセーション装置 と、 前記電極シートに接続される電子装置とを更に有し、該電子装置は、電極シ ートに電圧を選択的に印加して、前記イオンチャンネル内のイオンを操作するこ とを特徴とする装置。 50.基板にイオンを照射する方法において、 複数のイオンチャンネルを設ける工程と、 前記イオンチャンネルに沿ってRf電圧を選択的に印加し、不均一なRf電 界を発生させる工程とを有し、 前記Rf電界は、イオンを、イオン源からイオンチャンネルを通して前記基 板に並進させ、該基板にイオンを照射することを特徴とする方法。 51.前記イオンチャンネルは、該イオンチャンネルに対して垂直な複数の電極シ ートにより形成される、請求の範囲第50項に記載の方法。 52.前記イオンチャンネルは、前記電極シートの開口により形成される、請求の 範囲第51項に記載の方法。 53.前記並進工程が、イオンを湾曲経路に沿って並進させる工程からなる、請求 の範囲第50項に記載の方法。 54.前記イオンチャンネルの周囲に電界を選択的に発生させる工程を更に有する 、請求の範囲第50項に記載の方法。 55.複数のイオンチャンネルを単一のイオンチャンネルに併合させる工程を更に 有する、請求の範囲第50項に記載の方法。 56.単一のイオンチャンネルを複数のイオンチャンネルに分割する工程を更に有 する、請求の範囲第50項に記載の方法。 57.ガスを前記イオンチャンネル内に射出する工程を更に有する、請求の範囲第 50項に記載の方法。 58.前記イオンチャンネルに対して実質的に平行な軸線の回りで前記イオンチャ ンネルを回転させる工程を更に有する、請求の範囲第50項に記載の方法。 59.前記衝撃工程は、前記イオン源からのイオンを、前記基板の比較的大きな領 域上に衝突させることからなる、請求の範囲第50項に記載の方法。 60.イオン源からのイオンを、基板上にプラズマイオン抽出する方法において、 プラズマを複数のイオンチャンネル内に導入する工程と、 前記イオンチャンネルに沿ってRf電圧を選択的に印加し、不均一なRf電 界を発生させる工程とを有し、 前記Rf電界が、イオンを、前記プラズマから抽出することを特徴とする方 法。 61.前記イオンチャンネルは、該イオンチャンネルに対して垂直な複数の電極シ ートにより形成される、請求の範囲第60項に記載の方法。 62.前記イオンチャンネルは、前記電極シートの開口により形成される、請求の 範囲第61項に記載の方法。 63.前記Rf電界により、電子が前記プラズマから励起される、請求の範囲第6 0項に記載の方法。 64.真空を使用して、前記イオンチャンネルの前記プラズマから中性種を除去す る工程を更に有する、請求の範囲第60項に記載の方法。
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