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JPS62295347A - イオンビ−ム高速平行走査装置 - Google Patents

イオンビ−ム高速平行走査装置

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Publication number
JPS62295347A
JPS62295347A JP62084926A JP8492687A JPS62295347A JP S62295347 A JPS62295347 A JP S62295347A JP 62084926 A JP62084926 A JP 62084926A JP 8492687 A JP8492687 A JP 8492687A JP S62295347 A JPS62295347 A JP S62295347A
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JP
Japan
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ion beam
scanning
parallel
scan
scanned
Prior art date
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JP62084926A
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English (en)
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JPH0530016B2 (ja
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ドナルド・ダブリュー・ベリアン
ロバート・イー・ケイム
ジョン・ダブリュー・バンダーポット
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IKURIPUSU ION TECHNOL Inc
Original Assignee
IKURIPUSU ION TECHNOL Inc
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25306523&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS62295347(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by IKURIPUSU ION TECHNOL Inc filed Critical IKURIPUSU ION TECHNOL Inc
Publication of JPS62295347A publication Critical patent/JPS62295347A/ja
Publication of JPH0530016B2 publication Critical patent/JPH0530016B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-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
    • H01J37/3171—Electron-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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の背景〕 本発明は、一般的にイオンビーム走査に関する。より詳
細には、イオンビームを高速で平行に走査するための装
置に関する０本発明によれば、比較的コンパクトな装置
によって比較的大きなウェファを高解像度で容易に処理
することができる。
従来技術のイオンインブランターのうちには、ビームを
一方向に平行に走査するために、２つの磁石（−自体を
用いたものがあった。この装置の不利点は、走査速度が
非常に遅い（代表的には、わずかＩＨｚの程度）ことで
ある。
さらに、この種の従来装置は加速後に走査をするので、
比較的大きな偏向体を必要とする。
また、この従来装置は、走査場を調節することによって
一様性の最適化を図るということができない、大電流イ
オンインブランターには、ビームの拡大化の問題点もあ
った。
静？！偏向体を有して２次元の走査を行う中程一度の電
流のインブランターも存在した。しかしながら、そのよ
うな装置は、加速後に走査をして平行な走査をもたらさ
なかった。また、一様性を最適化するための走査速度の
調節もできなかった。
本発明の一目的は、改良したイオンインブランターを提
供することである。
本発明に従えば、初期的に不変（時間変動無し）の外形
を有するイオンビームが、以下のような特徴１）、２）
、３）をもって、一方、向に高速で振動する。
１）振動のどの位相のときでも、イオン！Ｉ’ＪＬ跡が
互いに平行に保たれる。
２）振動の振幅が容易に制御される。
３）　振動の波形が容易に制ｆｉｌｌされる。
本発明の他の多くの特徴、目的および利点は、添付図面
を参照した、以下の説明から明らかとなろう。
〔好適実施例の説明〕
図面、特に第１図を参照すると、本発明に従った装置の
基本的要素が図式的に表されている。ここでは、イオン
ビーム軌跡が静電的にまた磁気的に偏向されている。イ
オンビーム１１が、最初に静電偏向プレート１２の間を
通過する。振動電圧波形１３が、高周波で、代表的には
１０００１１ｚで、静電偏向プレート１２に印加される
。これによる静電偏向電場が、静電閑向プレート１２か
ら出射するイオンビームの角度を、第１図に示すＩＬＡ
、１１Ｂおよび１１Ｃのように変化させる。　１１Ａ、
１１ＢおよびＩＩＣはそれぞれ、時刻０、Ｔ／４および
Ｔ／２に対応する。ここにＴは、波形の周期である。軌
跡１１ＡおよびＩＩＢは、図示のように、それぞれ時間
Ｔおよび３Ｔ　／　４にも対応する。その後イオンビー
ムは、くさび形の一定一様磁場磁石１４へと進入する。
磁石１４の形状を部会良く選ぶことによって、磁石１　
ｔｌから射出するイオンビームが磁石１４への入射角に
よらず平行となり、軌跡１１　Ａ’、１１　Ｂ’および
１１Ｃ°を形成する。
しかしながら、磁石１４から出射するイオンビームの位
置は、偏向プレート１２に印加される振動電圧の周波数
で急速に変化する。
第２図を参照すると、磁石１４から出射した低エネルギ
ー走査イオンビームに対して偏向後の加速を導入するた
めの、本発明に従ったスロット加速用電極が示されてい
る。正のスロット電極１５および接地された電極１６が
、それらの間に軸方向加速用電場を設定し、軌跡１１Ａ
”、１１　Ｂ”およびＩＩＣ”にわたって走査されたイ
オンビームのエネルギーを急激に増大させる。走査用場
を通過した後にイオンビームを加速させることによって
、以下のような利点がある。すなわち、偏向用の静電場
および磁場を低エネルギーイオンビームに印加すれば良
いので、その偏向用の場の強度は、加速後の偏向の場合
に要求されるものに比べて著しく小さくて済む。
第３図と参照すると、多くの利点をもってイオンビーム
を生じさせるための、本発明に従った複雑なイオン光学
系が図式的に表されている。質量分解能は、８０以上で
ある。この装置は、１０００Ｈｚ以上の速度でビームを
一方向に走査することができる。走査振幅および波形は
、容易に制御することができる。
物理的配置は、コンパクトである。ターゲット上のビー
ムの形状および寸法は、容易に制御することができる。
好適なイオン源からのイオンが、分析用磁石２２および
イメージスリット２３によって、買足選択される１分析
されたビーム１１は次に、磁気４電極レンズ２４および
２５によって、収束される。磁気４電極レンズ２４およ
び２５は、ターゲット上の走査と−１３の形状および寸
法を制御することができる。収束されたビーム１１は、
上述の走査のために偏向プレート１２へと進入する。そ
して、スロット加速用電極１５および１６を有するスロ
ット形加速コラム２７を通過する。高電圧ケージ２８が
、本装置の内部要素を包囲する。
第４図を参照すると、ビーム強度を制御するのに有用な
信号をもたらすためのゆっくりと並進運動するファラデ
イー検出器が図式的に表されている。ファラデイー検出
器または他のイオンビーム電流測定装置３１は、スロッ
ト形加速コラム２７によって加速された走査イオンビー
ム１１を通るように低速並進運動する。ファラデイー検
出器３１は、ビーム走査と同一の方向に低速並進運動し
、ファラデイー検出器３１の位置の関数として累積され
たビーム電流またはドーズ旦が測定され、位置の関数と
してのイオンビーム強度の信号表現をもならず、この信
号は、静電ＩＱ向プレート１２上の振動電圧１３の波形
を調節する。それによって、累積ビーム強度が走査長に
わたり、一様となる。
電圧波形がターゲット平面上の任意の点においてイオン
走査速度Ｓ　（ｙ）を生じさせると、仮定する。ここで
、ｙは走査方向である。もしｙ点における測定電流が１
（ｙ）ならば、所望の電流が；。（ある所望の一様ドー
ズＪｉ　Ｄｏに対応する）であり、必要な走査速度は以
下のようになる。
Ｓ’（ｙ）　＝　　５（ｙ）　Ｘ　　１（ｙ）／ｉ。
走査速度は、電圧波形の勾配（ｄＶ／ｄｔ）に直接に関
係する。従ってｄＶ／ｄｔを走査長にわたり点ごとに補
正していくことによって、全てのｙについて同一の一様
ビーズーＱＬ　ｏ　ｏが維持される。
本発明は、広範囲なイオン種やイオンエネルギーにわた
って半尋体イオンインブランデージョンをおこなうため
に一様ド−ズ旦が必要な場合に、特に有用である。ある
特定の動作パラメータに要求される走査速度Ｓ　（ｙ）
は、イオン直径の変化や、理論的には容易に予測できな
い磁気・静電１扁自体の非線形性などに従って変化しう
る。これらの息速な変動に対して測定および補償をなし
うる能力は、著しい利点である。これらの技術を組み入
れることのできる装置は、当技術分野において周知であ
るので、ここでは本発明の原理が不明瞭にならないよう
に詳述しない。
第５図を参照すると、高速走査イオンビームの方向に対
して横方向にゆっくりと機械的に走査するための８１械
的並進装置を示している。これによって、２次元のター
ゲット表面上において一様な照射が達成される。ターゲ
ット４１は、イオンビーム走査方向に直角の方向におい
て速度Ｖで機械的に並進する０幅Ｓの入りロスロットを
有する固定ファラデイー検出器４２によって、ビームが
走査領域の一端においてサンプルされる。もし全ターゲ
ット表面にわたって経路ごとの一様ド−ズ量が望まれる
ならば、機械走査の速度は、以下のようになる。
ｖ（ｘ）　□　ｉ　（ｘ）　／　２ｓＤ。
ここでｉ（×）は、ファラデイー検出器内の測定電流値
である。走査速度が適切な制御＠構によって連続的に最
新化される。かくして、ビーム電流値の桜やかな変動に
も拘わらず、一様なド−ズ旦が保証される。走査速度を
最新化するための制御機構は当技術分野において周知で
あるので、ここでは本発明の原理が不明瞭にならないよ
うに詳述しない。
本発明に従ったイオンビーム走査装置および方法には、
多くの利点が存する。まずビームが高速で走査される。
偏向プレートの電場は比較的低強度で良い、走査速度は
、一様性をｆ＆道化するように調整できる。
本発明の真の範囲を外れることなく、上述の実施例に対
して多くの修正や変形を為しうろことは当業者にとって
明白である。ゆえに、本発明は、ここで開示した全ての
特徴を包含するものであり、その範囲は特許請求の範囲
によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に従った走査装置の基本的な要素を図
式的に表わしている。 第２図は、本発明に従い走査後の加速を容易にするため
のスロット加速電極を図式的に表している。 第３図は、本発明に従った走査装置を図式％式％ 第４図は、本発明に従い走査長にわたってビーム強度を
一様に維持するのに有用な情報をもたらず、低速並進フ
ァラデイー検出器を図式的に表わしている。 第５図は、本発明に従い一方向高速走査ビームと機械的
低速走査機構とを用いた装置をの図式的に表している。 〔主要符号の説明〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、以下の構成および特徴から成る、イオンビーム平行
    走査装置： イオンビーム源； 該イオンビームを偏向して静電偏向イオンビームをもた
    らすための、静電偏向手段；ならびに 前記の静電偏向イオンビームを偏向するためのくさび形
    磁気偏向手段であつて、そこから出射する走査イオンビ
    ームを平行軌跡の連続的配列とする、磁気偏向手段。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって：
    さらに スロットが形成されたスロット付きイオンビーム加速手
    段であって、前記磁気偏向手段から出射したイオンビー
    ムをスロットを通過させてその平行走査イオンビームを
    加速してそのエネルギーを著しく増大させる、ところの
    手段； から成る装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であつて：
    さらに イオンビーム密度を実質的に一様に維持するのを助ける
    ために位置の関数としてのイオンビーム強度を表す情報
    信号をもたらすための、前記平行走査イオンビームの走
    査方向に低速並進運動する、イオン検出手段； からなる装置。 ４、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって：
    さらに 前記平行走査イオンビームによつて走査されるべきター
    ゲット表面を画成する手段；ならびに 前記平行走査イオンビームの走査平面に対して横方向に
    、前記ターゲット表面を機械的に変位させるための手段
    ； から成る装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載された装置であって：
    さらに 前記平行走査イオンビームの方向に対して横方向に幅ｓ
    のスリットを有する固定ファラディー検出手段であって
    、走査すべき前記ターゲット表面の２次元領域上に実質
    的に一様なドーズ量をもたらすように機械的走査速度を
    制御するためのイオンビーム強度を表す信号を生じさせ
    るために前記走査の端部付近に配置されたファラディー
    検出手段； から成る装置。
JP62084926A 1986-04-09 1987-04-08 イオンビ−ム高速平行走査装置 Granted JPS62295347A (ja)

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US84978686A 1986-04-09 1986-04-09
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JPS62295347A true JPS62295347A (ja) 1987-12-22
JPH0530016B2 JPH0530016B2 (ja) 1993-05-07

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