JPH07101602B2 - 入射角を一定にして高電流イオンビ−ムを走査する装置 - Google Patents
入射角を一定にして高電流イオンビ−ムを走査する装置Info
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- JPH07101602B2 JPH07101602B2 JP61502918A JP50291886A JPH07101602B2 JP H07101602 B2 JPH07101602 B2 JP H07101602B2 JP 61502918 A JP61502918 A JP 61502918A JP 50291886 A JP50291886 A JP 50291886A JP H07101602 B2 JPH07101602 B2 JP H07101602B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 背景技術 本発明はイオン光学の分野に関するもので、特に、入射
角を実質的に一定に維持しつつ被加工物の表面全体にわ
たつてイオンビームを走査する装置に関する。
角を実質的に一定に維持しつつ被加工物の表面全体にわ
たつてイオンビームを走査する装置に関する。
イオン注入法は半導体に不純物を導入するための標準的
な技術となつてきている。イオンビームは発生源で生成
され、いろいろな程度に加速されてターゲツトウエハに
向けられる。イオン注入装置は、典型的にイオン源、不
要なイオン物を除去しそのビームを集束する光学系、イ
オンビームをターゲツト領域全体にわたつて偏向する手
段、及びウエハを取り付け、取りはずすためのエンドス
テーシヨンから成るものである。
な技術となつてきている。イオンビームは発生源で生成
され、いろいろな程度に加速されてターゲツトウエハに
向けられる。イオン注入装置は、典型的にイオン源、不
要なイオン物を除去しそのビームを集束する光学系、イ
オンビームをターゲツト領域全体にわたつて偏向する手
段、及びウエハを取り付け、取りはずすためのエンドス
テーシヨンから成るものである。
多くの場合、イオンビームの断面領域はターゲツトウエ
ハの領域よりも実質的に小さいものである。したがつ
て、ウエハ面とイオンビームとの間の相対的な移動が注
入量を分布させるために必要となる。ターゲツトをその
平面で移動させ、ビームを固定する場合（機械的に走査
を行う典型的な場合である）、ビームの入射角は明らか
に一定に維持される。通常の装置において、イオンビー
ムは磁気的及び静電的偏向場によつて被加工物全体にわ
たつて一次元又は二次元の方向に走査される。このよう
な場合、入射角はビーム偏向角とともに変化する。結果
として、被加工物の単位面積当りのイオン量は偏向角の
正弦（sine）で変化する。
ハの領域よりも実質的に小さいものである。したがつ
て、ウエハ面とイオンビームとの間の相対的な移動が注
入量を分布させるために必要となる。ターゲツトをその
平面で移動させ、ビームを固定する場合（機械的に走査
を行う典型的な場合である）、ビームの入射角は明らか
に一定に維持される。通常の装置において、イオンビー
ムは磁気的及び静電的偏向場によつて被加工物全体にわ
たつて一次元又は二次元の方向に走査される。このよう
な場合、入射角はビーム偏向角とともに変化する。結果
として、被加工物の単位面積当りのイオン量は偏向角の
正弦（sine）で変化する。
半導体ウエハの半径は経済的な規模を達成するためによ
り大きなもの（８インチ（20.32cm）まで至つている）
となつてきている。半導体の寸法が増大すると、注入量
もまた、必要となるより大きな偏向角により増加する。
偏向角を一定に維持するためには、走査装置の長さを増
加させることでも行える。しかし、このようなことは、
注入量の一様性がより厳密であり、一方で清潔な室内の
空間は貴重であることから受け入れ難いものである。走
査角による注入量の変化は、米国特許第4,283,631号及
び第4,449,051号に記載されているようにして補償する
ことができる。しかし、このような補償を必要としない
で入射角を一定に維持することが望まれている。更に、
後述するチヤネリング効果は容易に補償することができ
ない。
り大きなもの（８インチ（20.32cm）まで至つている）
となつてきている。半導体の寸法が増大すると、注入量
もまた、必要となるより大きな偏向角により増加する。
偏向角を一定に維持するためには、走査装置の長さを増
加させることでも行える。しかし、このようなことは、
注入量の一様性がより厳密であり、一方で清潔な室内の
空間は貴重であることから受け入れ難いものである。走
査角による注入量の変化は、米国特許第4,283,631号及
び第4,449,051号に記載されているようにして補償する
ことができる。しかし、このような補償を必要としない
で入射角を一定に維持することが望まれている。更に、
後述するチヤネリング効果は容易に補償することができ
ない。
イオンビームの入射角が変化することにより、チヤネリ
ング効果と関連した問題が現われる。あるエネルギーを
有する入射イオンも、いろいろな結晶面に関する入射角
に依存して様々な距離をもつてターゲツトの結晶格子の
中に浸入することは知られている。したがつて、走査さ
れるイオンビームの入射角が変化すると、浸入の深さが
変化し、それに対応してウエハ表面領域全体にわたるデ
イバイスの特性が変化する。このような効果を補償する
ことは困難である。イオン注入において、通常チヤネリ
ング効果を最小化するために入射イオンビームに関して
僅かだけシリコンウエハを傾むける。好適には、入射角
はウエハの表面領域全体にわたつて一定に維持されるべ
きである。一定な角度の入射は、米国特許第4,101,813
号及び第4,117,339号に開示されているように磁気的及
び静電的二重偏向走査を利用する電子ビームで達成され
た。二重偏向システムは、典型的には僅かな電子流及び
僅かな電子の質量の場合に用いられている。二重偏向シ
ステムの一つの欠点は、偏向要素に印加する、時間とと
もに変化する電気的入力を注意深く同期する必要がある
点である。
ング効果と関連した問題が現われる。あるエネルギーを
有する入射イオンも、いろいろな結晶面に関する入射角
に依存して様々な距離をもつてターゲツトの結晶格子の
中に浸入することは知られている。したがつて、走査さ
れるイオンビームの入射角が変化すると、浸入の深さが
変化し、それに対応してウエハ表面領域全体にわたるデ
イバイスの特性が変化する。このような効果を補償する
ことは困難である。イオン注入において、通常チヤネリ
ング効果を最小化するために入射イオンビームに関して
僅かだけシリコンウエハを傾むける。好適には、入射角
はウエハの表面領域全体にわたつて一定に維持されるべ
きである。一定な角度の入射は、米国特許第4,101,813
号及び第4,117,339号に開示されているように磁気的及
び静電的二重偏向走査を利用する電子ビームで達成され
た。二重偏向システムは、典型的には僅かな電子流及び
僅かな電子の質量の場合に用いられている。二重偏向シ
ステムの一つの欠点は、偏向要素に印加する、時間とと
もに変化する電気的入力を注意深く同期する必要がある
点である。
二重偏向システムは論理上イオンビームシステムに応用
できるけれども、これらシステムは実用上厳格な制限が
ある。イオン注入システムは、100mAに至るまでの範囲
内のビームで動作すること及び高質量イオン（ひ素のよ
うなもの）を注入することが要求される。このような高
電流イオンビームは、電荷同士の斥力によるビームの膨
張あるいはふくらみを避けるためビームとともに移動す
る電子によつて空間電荷の中性化がなされなければなら
ない。高ビーム電流に対し静電偏向要素を使うと、中性
化電子が除去され、空間電荷の斥力により許容し難いビ
ームの膨張が生ずる。磁気的要素は中性化されたビーム
から電子を除去することはないが、高原子質量イオンに
対して磁気偏向要素は大きく、重くそして大電力を要す
る。イオン注入装置に使用する磁気二重偏向システムが
米国特許第4,367,411号に開示されている。
できるけれども、これらシステムは実用上厳格な制限が
ある。イオン注入システムは、100mAに至るまでの範囲
内のビームで動作すること及び高質量イオン（ひ素のよ
うなもの）を注入することが要求される。このような高
電流イオンビームは、電荷同士の斥力によるビームの膨
張あるいはふくらみを避けるためビームとともに移動す
る電子によつて空間電荷の中性化がなされなければなら
ない。高ビーム電流に対し静電偏向要素を使うと、中性
化電子が除去され、空間電荷の斥力により許容し難いビ
ームの膨張が生ずる。磁気的要素は中性化されたビーム
から電子を除去することはないが、高原子質量イオンに
対して磁気偏向要素は大きく、重くそして大電力を要す
る。イオン注入装置に使用する磁気二重偏向システムが
米国特許第4,367,411号に開示されている。
イオンビームリソグラフは被加工物の表面全体にわたつ
て偏向し得る、精密に集束されたイオンビームを利用す
る。入射角度を一定にして走査することが、イオン注入
に関して上述したのと同じ理由からイオンビームリソグ
ラフの場合も望まれる。
て偏向し得る、精密に集束されたイオンビームを利用す
る。入射角度を一定にして走査することが、イオン注入
に関して上述したのと同じ理由からイオンビームリソグ
ラフの場合も望まれる。
本発明の主要な目的は新規なイオンビーム走査装置を提
供することである。
供することである。
本発明の他の目的は、イオンビームと被加工物との間の
入射角が一定の高電流イオン注入装置を提供することで
ある。
入射角が一定の高電流イオン注入装置を提供することで
ある。
更に、本発明の他の目的は、イオンビームと被加工物と
の間の入射角を一定に維持するために空間電荷レンズを
利用したイオン注入装置を提供することである。
の間の入射角を一定に維持するために空間電荷レンズを
利用したイオン注入装置を提供することである。
発明の開示 本発明に従うと、これら及び他の目的、並びに効果が被
加工物を荷電粒子ビームで処理するための装置において
達成できる。本発明の装置は、予め定められたパラメー
タの荷電粒子ビームを形成する手段、荷電粒子ビームの
経路にほぼ被加工物を配置する手段、及び被加工物の表
面全体にわたつてビームを少なくとも一方向に偏向する
走査手段から成る。本発明に従う装置は更に、被加工物
と走査手段との間に配置され、ビームが被加工物に一定
の角度で入射するように走査ビームを進行させる空間電
荷手段を有する。空間電荷レンズは、走査ビームが横切
る領域内にほぼ一様な空間分布を有する電子雲を限定す
るために静電場及び磁場を形成する手段を有する。走査
手段の仮想の偏向中心は好適に空間電荷レンズ手段の焦
点と一致する。
加工物を荷電粒子ビームで処理するための装置において
達成できる。本発明の装置は、予め定められたパラメー
タの荷電粒子ビームを形成する手段、荷電粒子ビームの
経路にほぼ被加工物を配置する手段、及び被加工物の表
面全体にわたつてビームを少なくとも一方向に偏向する
走査手段から成る。本発明に従う装置は更に、被加工物
と走査手段との間に配置され、ビームが被加工物に一定
の角度で入射するように走査ビームを進行させる空間電
荷手段を有する。空間電荷レンズは、走査ビームが横切
る領域内にほぼ一様な空間分布を有する電子雲を限定す
るために静電場及び磁場を形成する手段を有する。走査
手段の仮想の偏向中心は好適に空間電荷レンズ手段の焦
点と一致する。
図面の簡単な説明 第１図は本発明を好適に利用したイオン注入装置の略示
図である。
図である。
第２図は本発明の一次元の作動を説明する図面である。
第３図は入射角を一定にして二次元のイオンビーム走査
を行う装置を示す図である。
を行う装置を示す図である。
発明の詳細な説明 本発を実施したイオン注入装置が第１図に示されてい
る。高電位ターミナル２が高電源４によりアースに対し
高電位に維持されている。ターミナル２は、所望の種類
のイオンビームを形成するのに必要なイオン源装置を含
む。通常、イオン源８がガス取扱い装置６から導出され
たガスをイオン化するため、あるいは固体材料を蒸発さ
せるために備えられている。典型的なイオン源は、イオ
ン化放電を維持するための電源10、放電領域に横切る横
軸方向の磁場をかけるための電源12、及びイオン源の穴
に電場を生成し、イオン源から良く画成された高電流イ
オンビームを効率よく引き出すために抽出電極16と協動
する、バーニア14′を有した抽出源14から成る。いろい
ろなイオン源が従来から知られている。例えばエイトケ
ン（Aitken）による“イオン源”（イオン注入技術.Spr
ingerVerlag,1982）を参照。
る。高電位ターミナル２が高電源４によりアースに対し
高電位に維持されている。ターミナル２は、所望の種類
のイオンビームを形成するのに必要なイオン源装置を含
む。通常、イオン源８がガス取扱い装置６から導出され
たガスをイオン化するため、あるいは固体材料を蒸発さ
せるために備えられている。典型的なイオン源は、イオ
ン化放電を維持するための電源10、放電領域に横切る横
軸方向の磁場をかけるための電源12、及びイオン源の穴
に電場を生成し、イオン源から良く画成された高電流イ
オンビームを効率よく引き出すために抽出電極16と協動
する、バーニア14′を有した抽出源14から成る。いろい
ろなイオン源が従来から知られている。例えばエイトケ
ン（Aitken）による“イオン源”（イオン注入技術.Spr
ingerVerlag,1982）を参照。
イオン源８から導出されたイオンビーム18が分析磁石20
で運動量分析される。その磁石20は分析電源22から付勢
される。分析されたビームは分析器の出口スリツト24を
通過し、加速器管26に入る。その管26では、高電位ター
ミナルの電位からアースの電位までの電場の傾が注意深
く設計されている。三組の四重極28、30、32、あるいは
他の焦点化要素を形成し得る四重極レンズ、及びこれに
関連した制御装置34のような光学要素がターゲツト36に
空間及びエネルギの焦点を形成するために動作する。
で運動量分析される。その磁石20は分析電源22から付勢
される。分析されたビームは分析器の出口スリツト24を
通過し、加速器管26に入る。その管26では、高電位ター
ミナルの電位からアースの電位までの電場の傾が注意深
く設計されている。三組の四重極28、30、32、あるいは
他の焦点化要素を形成し得る四重極レンズ、及びこれに
関連した制御装置34のような光学要素がターゲツト36に
空間及びエネルギの焦点を形成するために動作する。
ｘ軸及びｙ軸方向の静電偏向板から成る偏向装置40がタ
ーゲツト36の所定の領域全体にわたつてビームを走査す
る。偏向至に印加される波形の形成及び所望の走査プロ
グラムを形成するそれらの同期化は走査制御装置42によ
り行なわれる。ビーム18は、余分なガスと荷電ビームと
の間の電荷交換衝突により主に生じる中性成分からビー
ムを完全に分離するのに十分な軸線44からの角度だけ偏
向される。空間電荷レンズ46が偏向装置とターゲツト36
との間でビームの経路にそつて配置されている。その空
間電荷レンズ46はレンズ電力源48によつて付勢される。
偏向装置40及び空間電荷レンズ46の動作は以後で詳細に
説明する。ターゲツトチエンバ50はビーム画成穴、ビー
ムモニタ及び集積装置、及び引加工物、典型的には半導
体ウエハを真空装置に導入し、イオン注入の間ウエハを
冷却する装置を有する。ターゲツトは在来の手段で取り
付け得るが、典型的にはターゲツトの周囲をビームから
のエネルギに対するヒートシンクとして作用するプラテ
ンに留め付ける。発生源とターゲツトとの間でイオンビ
ームが横切る全領域が真空ポンプ装置（図示せず）によ
り高真空に維持されることが理解されるだろう。
ーゲツト36の所定の領域全体にわたつてビームを走査す
る。偏向至に印加される波形の形成及び所望の走査プロ
グラムを形成するそれらの同期化は走査制御装置42によ
り行なわれる。ビーム18は、余分なガスと荷電ビームと
の間の電荷交換衝突により主に生じる中性成分からビー
ムを完全に分離するのに十分な軸線44からの角度だけ偏
向される。空間電荷レンズ46が偏向装置とターゲツト36
との間でビームの経路にそつて配置されている。その空
間電荷レンズ46はレンズ電力源48によつて付勢される。
偏向装置40及び空間電荷レンズ46の動作は以後で詳細に
説明する。ターゲツトチエンバ50はビーム画成穴、ビー
ムモニタ及び集積装置、及び引加工物、典型的には半導
体ウエハを真空装置に導入し、イオン注入の間ウエハを
冷却する装置を有する。ターゲツトは在来の手段で取り
付け得るが、典型的にはターゲツトの周囲をビームから
のエネルギに対するヒートシンクとして作用するプラテ
ンに留め付ける。発生源とターゲツトとの間でイオンビ
ームが横切る全領域が真空ポンプ装置（図示せず）によ
り高真空に維持されることが理解されるだろう。
半導体の集積回路を製作する際、一様で且つ繰返し可能
なデイバイスの特徴を得るために、半導体ウエハの表面
領域全体にわたつて高度に一様な注入量の分布をなすよ
うにイオンを注入することは重要である。上述したよう
に、走査イオンビーム装置は注入量のばらつきやチヤネ
リング効果のためにその均一性を妨げる。したがつて、
入射角を一定にした走査が望ましいが、しかし、今日ま
でターゲツトを固定イオンビームに関して機械的に走査
するか、あるいは重量があり電力を消費する磁気要素を
使用する高電流イオンビーム装置において利用できるの
みであつた。
なデイバイスの特徴を得るために、半導体ウエハの表面
領域全体にわたつて高度に一様な注入量の分布をなすよ
うにイオンを注入することは重要である。上述したよう
に、走査イオンビーム装置は注入量のばらつきやチヤネ
リング効果のためにその均一性を妨げる。したがつて、
入射角を一定にした走査が望ましいが、しかし、今日ま
でターゲツトを固定イオンビームに関して機械的に走査
するか、あるいは重量があり電力を消費する磁気要素を
使用する高電流イオンビーム装置において利用できるの
みであつた。
本発明に従い、空間電荷レンズ46は、走査ビームを平行
にするために偏向装置40とターゲツト36との間に配置さ
れ、これによりターゲツト36上の入射角を一定にするこ
とができる。本発明の一次元の実施例が第２図に示され
ている。偏向装置40は、仮想の偏向中心がレンズ46の焦
点60と一致するように配置されている。第２図の実施例
において、偏向装置40は一対の静電偏向板から成る。そ
の偏向板に時間とともに変化する走査電位を印加する
と、偏向板を通過するイオンビーム18は軌道ａ、ｂ、
ｃ、ｄ及びｅに連続的に偏向される。これらビームの軌
道はレンズ46の焦点60で生じるので、それらはレンズに
より平行な軌道ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′、ｅ′に変換さ
れる。したがつて、走査イオンビームはターゲツト36に
一定の入射角で衝突する。第２図にいくつかの軌道が示
されているけれども、ビームはある瞬間に１つの軌道を
通ることは理解されよう。正常の走査が第２図に図示さ
れているけれども、ターゲツト36を走査イオンビームに
関して所定の角度だけ傾むけることができ、一定の入射
角が維持されることが理解されよう。空間電荷レンズ46
は、イオンビームを平行な軌道にするほかに、都合よく
高電流イオンビームの空間電荷の中性化を維持するもの
であり、かつ比較的軽く、コンパクトなものである。
にするために偏向装置40とターゲツト36との間に配置さ
れ、これによりターゲツト36上の入射角を一定にするこ
とができる。本発明の一次元の実施例が第２図に示され
ている。偏向装置40は、仮想の偏向中心がレンズ46の焦
点60と一致するように配置されている。第２図の実施例
において、偏向装置40は一対の静電偏向板から成る。そ
の偏向板に時間とともに変化する走査電位を印加する
と、偏向板を通過するイオンビーム18は軌道ａ、ｂ、
ｃ、ｄ及びｅに連続的に偏向される。これらビームの軌
道はレンズ46の焦点60で生じるので、それらはレンズに
より平行な軌道ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′、ｅ′に変換さ
れる。したがつて、走査イオンビームはターゲツト36に
一定の入射角で衝突する。第２図にいくつかの軌道が示
されているけれども、ビームはある瞬間に１つの軌道を
通ることは理解されよう。正常の走査が第２図に図示さ
れているけれども、ターゲツト36を走査イオンビームに
関して所定の角度だけ傾むけることができ、一定の入射
角が維持されることが理解されよう。空間電荷レンズ46
は、イオンビームを平行な軌道にするほかに、都合よく
高電流イオンビームの空間電荷の中性化を維持するもの
であり、かつ比較的軽く、コンパクトなものである。
第２図の装置は、１つの軸線の偏向板をxy偏向装置に置
き替えることにより二次元のものに拡張できる。しか
し、実際上正確な二次元の静電偏向は小さなコンパクト
領域では行えない。典型的には、イオン注入装置におい
て直交するｘ軸及びｙ軸方向の偏向は、ビーム経路にそ
つて離れて設置された偏向板の組によつて行われる。偏
向板の各組が関連した仮想の偏向中心を有するので、こ
のような配置は本発明の趣旨からいつて望ましくない。
一定角の走査をなすために空間電荷レンズを利用するな
らば、仮想の偏向中心は空間電荷レンズの焦点に一致す
る必要がある。二次元の走査のための配置が第３図に示
されている。ビーム18を１つの軸線（ｘ）にそつて偏向
するための第１組の偏向板70が、その仮想の偏向中心が
空間電荷レンズ46の焦点と一致するように配置されてい
る。直交する方向（ｙ）に偏向するための走査板が走査
板70の両側に配置されている。したがつて、ｙ軸偏向板
は上流にある偏向板の対72と下流にある偏向板の対74か
ら成る。偏向板72、74により２段階で行なわれるｙ軸偏
向は仮想の偏向中心を点60にあるものとすることができ
る。
き替えることにより二次元のものに拡張できる。しか
し、実際上正確な二次元の静電偏向は小さなコンパクト
領域では行えない。典型的には、イオン注入装置におい
て直交するｘ軸及びｙ軸方向の偏向は、ビーム経路にそ
つて離れて設置された偏向板の組によつて行われる。偏
向板の各組が関連した仮想の偏向中心を有するので、こ
のような配置は本発明の趣旨からいつて望ましくない。
一定角の走査をなすために空間電荷レンズを利用するな
らば、仮想の偏向中心は空間電荷レンズの焦点に一致す
る必要がある。二次元の走査のための配置が第３図に示
されている。ビーム18を１つの軸線（ｘ）にそつて偏向
するための第１組の偏向板70が、その仮想の偏向中心が
空間電荷レンズ46の焦点と一致するように配置されてい
る。直交する方向（ｙ）に偏向するための走査板が走査
板70の両側に配置されている。したがつて、ｙ軸偏向板
は上流にある偏向板の対72と下流にある偏向板の対74か
ら成る。偏向板72、74により２段階で行なわれるｙ軸偏
向は仮想の偏向中心を点60にあるものとすることができ
る。
空間電荷レンズ46の要素は第３図に示されている。空間
電荷レンズ、又はガーバー（Gabor）レンズの動作は従
来から知られており、IEEE Trans,Nucl.Sci（R.M.モブ
レー等、Vol.NS−26.NO.3（1979年６月）pp.3112−311
4）及びNucl.Instrum（R.ブース等、Vol.151（1978）p
p.143−147）に記載されている。二次元の走査の場合
に、軸対称の空間電荷レンズが必要となる。空間電荷レ
ンズは、所定の領域内で電子雲を限定するために静電場
及び磁場を利用する。電子が軸対称な領域に一様に分布
すると、半径方向の電場が電子雲のところに存在し、そ
の強度は軸線からの距離に比例する。その結果、電子雲
は半径に比例する力を移動する荷電粒子に作用し、その
ためレンズとして機能する。
電荷レンズ、又はガーバー（Gabor）レンズの動作は従
来から知られており、IEEE Trans,Nucl.Sci（R.M.モブ
レー等、Vol.NS−26.NO.3（1979年６月）pp.3112−311
4）及びNucl.Instrum（R.ブース等、Vol.151（1978）p
p.143−147）に記載されている。二次元の走査の場合
に、軸対称の空間電荷レンズが必要となる。空間電荷レ
ンズは、所定の領域内で電子雲を限定するために静電場
及び磁場を利用する。電子が軸対称な領域に一様に分布
すると、半径方向の電場が電子雲のところに存在し、そ
の強度は軸線からの距離に比例する。その結果、電子雲
は半径に比例する力を移動する荷電粒子に作用し、その
ためレンズとして機能する。
第３図に示されているように、空間電荷レンズ46は円筒
形の中央電極80を有し、この電極は約１−10kVでバイア
スされている。円筒形電極82、84は中央電極80の両側で
且つ軸線方向に整合するように配置されており、それら
はアースされている。電流キヤリングコイル86、88が円
筒形電極80の外側のまわりに配置されている。コイル8
6、88は、円筒形電極80の中にほぼ一様な軸対称な磁場
を生成するヘルムホルツ型のものでよい。典型的には、
300ガウスの磁場が必要である。電極80の中の閉じた磁
場及び電場により、電子雲はその中でテーパーがつけら
れており、アースされた電極82、84によりその漏れが防
止されている。電子雲は半径方向の電場を形成する。
形の中央電極80を有し、この電極は約１−10kVでバイア
スされている。円筒形電極82、84は中央電極80の両側で
且つ軸線方向に整合するように配置されており、それら
はアースされている。電流キヤリングコイル86、88が円
筒形電極80の外側のまわりに配置されている。コイル8
6、88は、円筒形電極80の中にほぼ一様な軸対称な磁場
を生成するヘルムホルツ型のものでよい。典型的には、
300ガウスの磁場が必要である。電極80の中の閉じた磁
場及び電場により、電子雲はその中でテーパーがつけら
れており、アースされた電極82、84によりその漏れが防
止されている。電子雲は半径方向の電場を形成する。
半径の増加とともに強度が増加する半径方向の電場を形
成するよう所定の領域内に電子雲を限定する静電場及び
磁場が形成できれば、他の形状の電極を本発明に利用で
きることは理解されよう。レンズの直径は、走査ビーム
を軌道から外れないような程度のものにしなければなら
ない。更に、走査手段の仮想の偏向中心が空間電荷レン
ズの焦点と一致するように配置されるのであれば、どの
偏向装置も利用し得る。入射角が一定の走査は、ビーム
がふくらむという望ましくない効果を避け、大きく重量
のある要素を使用することなく高電流イオンビームに対
して実施される。その結果、広い領域のターゲツトにつ
いてのイオンビーム走査が非常に一様な量の分布をなし
て実施される。当業者であれば、記載の発明がいかなる
走査荷電粒子ビームにおいて利用され得ることは理解さ
れるだろう。
成するよう所定の領域内に電子雲を限定する静電場及び
磁場が形成できれば、他の形状の電極を本発明に利用で
きることは理解されよう。レンズの直径は、走査ビーム
を軌道から外れないような程度のものにしなければなら
ない。更に、走査手段の仮想の偏向中心が空間電荷レン
ズの焦点と一致するように配置されるのであれば、どの
偏向装置も利用し得る。入射角が一定の走査は、ビーム
がふくらむという望ましくない効果を避け、大きく重量
のある要素を使用することなく高電流イオンビームに対
して実施される。その結果、広い領域のターゲツトにつ
いてのイオンビーム走査が非常に一様な量の分布をなし
て実施される。当業者であれば、記載の発明がいかなる
走査荷電粒子ビームにおいて利用され得ることは理解さ
れるだろう。
ここで、本発明の好適実施例を記載し、説明してきたけ
れども、当業者であれば請求の範囲に記載された発明の
範囲から逸脱することなくいろいろな変形、変更をなし
得ることは明らかである。
れども、当業者であれば請求の範囲に記載された発明の
範囲から逸脱することなくいろいろな変形、変更をなし
得ることは明らかである。
Claims (5)
- 【請求項１】被加工物を荷電粒子ビームを処理する装置
であって、 所定のパラメータの荷電粒子ビームを形成する手段と、 被加工物をほぼ荷電粒子ビームの経路に配置する手段
と、 被加工物の表面全体にわたって少なくとも一次元方向に
ビームを偏向する走査手段と、 前記被加工物と前記走査手段との間に配置され、ビーム
を平行経路に進行させるためのレンズ手段と、 から成り、 前記レンズ手段が、走査ビームの横切る領域内にほぼ一
様な空間分布を有する電子雲を限定するための静電場お
よび磁場を形成する手段を含み、 前記走査手段が前記レンズ手段の焦点と一致する仮想の
偏向中心を有する、 ところの装置。 - 【請求項２】レンズ手段が軸対象である、請求の範囲第
１項に記載された装置。 - 【請求項３】前記走査手段が二次元の走査を行えるよう
に調節でき、 その走査手段が一方向にビーム偏向をする第１の偏向板
セット、および前記一方向に垂直な方向にビーム偏向を
する二つの偏向板セットから成り、 前記二つの偏向板セットは前記第１の偏向板の両側で軸
線上の上流および下流に配置されている、請求の範囲第
１に記載された装置。 - 【請求項４】前記レンズが、 正にバイアスされた第１の円筒形電極と、 第１の円筒形電極と、 第１の円筒形電極内に軸線方向の磁場を形成する電流キ
ャリングコイルと、 から成る請求の範囲第３項に記載された装置。 - 【請求項５】前記電荷粒子を形成する手段がイオンビー
ムを形成する手段から成り、前記被加工物が半導体ウェ
ーハである、請求の範囲第１項に記載された装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US737840 | 1985-05-28 | ||
| US06/737,840 US4661712A (en) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | Apparatus for scanning a high current ion beam with a constant angle of incidence |
| PCT/US1986/001007 WO1986007189A1 (en) | 1985-05-28 | 1986-05-09 | Apparatus for scanning a high current ion beam with a constant angle of incidence |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62502925A JPS62502925A (ja) | 1987-11-19 |
| JPH07101602B2 true JPH07101602B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61502918A Expired - Fee Related JPH07101602B2 (ja) | 1985-05-28 | 1986-05-09 | 入射角を一定にして高電流イオンビ−ムを走査する装置 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US4661712A (ja) |
| EP (1) | EP0223823B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07101602B2 (ja) |
| DE (1) | DE3675504D1 (ja) |
| WO (1) | WO1986007189A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1986-05-09 WO PCT/US1986/001007 patent/WO1986007189A1/en active IP Right Grant
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- 1986-05-09 JP JP61502918A patent/JPH07101602B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1986-05-09 EP EP86903780A patent/EP0223823B1/en not_active Expired - Lifetime
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