JP2019212598A - Ion beam irradiation device - Google Patents
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Abstract
【課題】可動式のビーム電流計測器７における駆動機構に係る設計を簡便にしつつ、ビーム計測部位から放出された２次電子の追い返しを可能とする。【解決手段】イオンビーム照射装置ＩＭは、ビーム軌道ＩＢに出し入れされてビーム電流を計測するビーム電流計測器７と、ビーム電流計測器７の直前のビーム輸送経路に配置される第一電極６を有し、第一電極６が、ビーム電流計測器７から放出された２次電子をビーム電流計測器側に追い返すサプレッサ電極と他のビーム光学要素を兼ねている。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To repel secondary electrons emitted from a beam measurement site while simplifying the design of a drive mechanism in a movable beam current measuring instrument 7. An ion beam irradiation device IM includes a beam current measuring device 7 that is moved in and out of a beam trajectory IB to measure a beam current, and a first electrode 6 arranged in a beam transport path immediately before the beam current measuring device 7. The first electrode 6 serves as a suppressor electrode for returning the secondary electrons emitted from the beam current measuring instrument 7 to the beam current measuring instrument side and also serves as another beam optical element. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、可動式のビーム電流計測器を備えたイオンビーム照射装置に関する。 The present invention relates to an ion beam irradiation apparatus including a movable beam current measuring device.
イオンビーム照射装置では、特許文献１に記載の可動式のファラディカップ（ビーム電流計測器とも呼ぶ）が利用されている。このファラディカップは、質量分析電磁石の下流側でビーム軌道に出入りするもので、質量分析されたイオンビームに含まれるイオン種のマススペクトルを計測し、所望イオン種のビーム電流が最大となるように、質量分析電磁石での磁場を調整するために利用されている。 In the ion beam irradiation apparatus, a movable Faraday cup (also referred to as a beam current measuring device) described in Patent Document 1 is used. This Faraday cup enters and exits the beam trajectory downstream of the mass analysis electromagnet, and measures the mass spectrum of the ion species contained in the ion beam subjected to mass analysis so that the beam current of the desired ion species is maximized. It is used to adjust the magnetic field in the mass spectrometry electromagnet.
ファラディカップには、ビーム電流を計測するカップ部分に加えて、特許文献２に記載されているカップから放出された２次電子をカップ側に追い返すための負電圧が印加されたサプレッサ電極が備えられている。このサプレッサ電極により、２次電子の放出に起因する計測誤差のないビーム計測が達成されている。 In addition to the cup portion for measuring the beam current, the Faraday cup is provided with a suppressor electrode to which a negative voltage for repelling secondary electrons emitted from the cup described in Patent Document 2 to the cup side is applied. ing. With this suppressor electrode, beam measurement without measurement error due to emission of secondary electrons is achieved.
可動式のファラディカップに上述したサプレッサ電極を取り付けた場合、サプレッサ電極に通電するための電気配線の引き回しやサプレッサ電極の重量を考慮する必要があり、駆動機構の設計が複雑になる。また、サプレッサ電極を設ける分のコストも発生する。一方、サプレッサ電極を設けないとすれば、カップ部分から放出された２次電子をカップ側に追い返すための手段がなくなるために計測誤差が生じてしまう。 When the suppressor electrode described above is attached to the movable Faraday cup, it is necessary to consider the wiring of the electrical wiring for energizing the suppressor electrode and the weight of the suppressor electrode, and the design of the drive mechanism becomes complicated. Further, the cost for providing the suppressor electrode is also generated. On the other hand, if the suppressor electrode is not provided, there is no means for repelling the secondary electrons emitted from the cup portion to the cup side, resulting in a measurement error.
本発明では、上述した問題点を考慮し、可動式のビーム電流計測器における駆動機構の設計を簡便にしつつ、ビーム計測部位から放出された２次電子の追い返しを可能とする、イオンビーム照射装置を提供する。 In the present invention, in consideration of the above-described problems, an ion beam irradiation apparatus capable of repelling secondary electrons emitted from a beam measurement site while simplifying the design of a drive mechanism in a movable beam current measuring instrument. I will provide a.
イオンビーム照射装置は、
ビーム軌道に出し入れされてビーム電流を計測するビーム電流計測器と、
前記ビーム電流計測器の直前のビーム輸送経路に配置される第一電極を有し、
前記第一電極が、前記ビーム電流計測器から放出された２次電子をビーム電流計測器側に追い返すサプレッサ電極と他のビーム光学要素を兼ねている。
The ion beam irradiation device
A beam current measuring device that measures beam current by being taken in and out of the beam trajectory;
A first electrode disposed in a beam transport path immediately before the beam current measuring instrument;
The first electrode doubles as a suppressor electrode for returning secondary electrons emitted from the beam current measuring instrument to the beam current measuring instrument and another beam optical element.
上記構成のイオンビーム照射装置であれば、ビーム輸送経路に配置された第一電極がビーム電流計測器のサプレッサ電極を兼ねるので、ビーム電流計測器自体にサプレッサ電極を備えずとも、ビーム電流計測器の計測部位にイオンビームにビームが照射されることで放出される２次電子を計測部位側に追い返すことができ、ひいては、計測部位から発生する２次電子による誤計測が防止できる。
また、可動式のビーム電流計測器自体にはサプレッサ電極が設けられていないので、可動式のビーム電流計測器における駆動機構の設計が簡便になる。
In the case of the ion beam irradiation apparatus having the above configuration, the first electrode arranged in the beam transport path also serves as a suppressor electrode of the beam current measuring instrument. Therefore, even if the beam current measuring instrument itself does not include a suppressor electrode, the beam current measuring instrument. The secondary electrons emitted by irradiating the ion beam to the measurement site can be driven back to the measurement site side, and thus erroneous measurement due to the secondary electrons generated from the measurement site can be prevented.
In addition, since the movable beam current measuring instrument itself is not provided with a suppressor electrode, the design of the drive mechanism in the movable beam current measuring instrument becomes simple.
前記質量分析スリットと前記第一電極との間に第二電極を備え、
前記第二電極の電位に比べて前記第一電極の電位が低い構成であってもよい。
A second electrode is provided between the mass spectrometry slit and the first electrode,
The potential of the first electrode may be lower than the potential of the second electrode.
前記第二電極は、処理室に配置されたターゲットに向かうイオンビームの加減速を決定する機能を有し、
前記第一電極は、ビーム輸送経路で生じる過収束を抑制する機能を有する構成であってもよい。
The second electrode has a function of determining acceleration / deceleration of an ion beam toward a target arranged in the processing chamber,
The first electrode may have a function of suppressing over-convergence that occurs in the beam transport path.
ビーム輸送経路でのイオンビームの加減速に関わらず、
前記第一電極の電位は、前記第二電極の電位に比べて常に低い構成であってもよい。
Regardless of the acceleration / deceleration of the ion beam in the beam transport path,
The potential of the first electrode may always be lower than the potential of the second electrode.
ビーム輸送経路に配置された第一電極がビーム電流計測器のサプレッサ電極を兼ねるので、ビーム電流計測器自体にサプレッサ電極を備えずとも、ビーム電流計測器の計測部位にイオンビームが照射されることで生じる２次電子を計測部位側に追い返すことができ、ひいては、計測部位から放出される２次電子による誤計測が防止できる。
また、可動式のビーム電流計測器自体にはサプレッサ電極が設けられていないので、可動式のビーム電流計測器における駆動機構の設計が簡便となる。
Since the first electrode arranged in the beam transport path also serves as the suppressor electrode of the beam current measuring instrument, the ion beam is irradiated to the measurement site of the beam current measuring instrument without providing the suppressor electrode in the beam current measuring instrument itself. The secondary electrons generated in step (2) can be driven back to the measurement site, and as a result, erroneous measurement due to secondary electrons emitted from the measurement site can be prevented.
Further, since the suppressor electrode is not provided in the movable beam current measuring instrument itself, the design of the drive mechanism in the movable beam current measuring instrument becomes simple.
図１は、イオンビーム照射装置ＩＭの全体を示す模式的平面図である。図１では、イオン注入装置の構成例をもとに説明するが、本発明が適用されるイオンビーム照射装置としては、イオン注入装置やイオンビームエッチング装置、イオンビーム表面改質装置等のイオンビームを輸送するビーム輸送経路を備えた装置が想定されている。 FIG. 1 is a schematic plan view showing the entire ion beam irradiation apparatus IM. In FIG. 1, an ion implantation apparatus will be described based on a configuration example. As an ion beam irradiation apparatus to which the present invention is applied, an ion beam such as an ion implantation apparatus, an ion beam etching apparatus, or an ion beam surface modification apparatus is used. An apparatus having a beam transport path for transporting the vehicle is assumed.
図示されるＸＹＺ軸の方向は、ターゲット１１に照射されるイオンビームを基準に描かれたものである。Ｚ方向はイオンビームの進行方向であり、Ｘ方向は後述するスキャナー９での走査方向である。Ｙ方向はＸ方向とＺ方向の両方向に直交する方向である。また、図示されるイオンビームのビーム軌道ＩＢは、ターゲット１１に照射されるイオン種の中心軌道を表している。以下に装置全体の構成例について説明する。 The directions of the XYZ axes shown are drawn with reference to the ion beam irradiated to the target 11. The Z direction is the traveling direction of the ion beam, and the X direction is the scanning direction of the scanner 9 described later. The Y direction is a direction orthogonal to both the X direction and the Z direction. Further, the beam trajectory IB of the ion beam shown in the figure represents the central trajectory of the ion species irradiated on the target 11. A configuration example of the entire apparatus will be described below.
イオン源１で生成されたプラズマから複数枚の電極で構成された引出電極系２を用いてイオンビームの引出しが行われる。質量分析電磁石３と分析スリット４で、イオンビーム中に含まれる種々のイオン種から特定イオン種の分析（選別）が行われる。 An ion beam is extracted from the plasma generated by the ion source 1 using an extraction electrode system 2 composed of a plurality of electrodes. The mass analysis electromagnet 3 and the analysis slit 4 analyze (select) specific ion species from various ion species contained in the ion beam.
その後、イオンビームは、第二電極５とその下流に設けられた第一電極６、エネルギーフィルタ８等を通して、ターゲット１１に照射される最終のエネルギーを有するイオンビームとなるように調整される。このときの調整方法は、第二電極５の電位設定によって大きくは３種類に分けられる。 Thereafter, the ion beam is adjusted to be an ion beam having the final energy irradiated onto the target 11 through the second electrode 5 and the first electrode 6 provided downstream thereof, the energy filter 8 and the like. The adjustment method at this time is roughly classified into three types depending on the potential setting of the second electrode 5.
第二電極５の電位がターゲット１１の電位（接地電位）よりも高い場合には、第二電極５からターゲット１１までのビーム輸送経路で、イオンビームは総合的には加速されながら輸送される（加速モード）。反対に、第二電極５の電位がターゲット１１の電位よりも低い場合には、イオンビームは総合的には減速されながら輸送される（減速モード）。また、第二電極５の電位がターゲット１１の電位と同じ場合には、第二電極５からターゲット１１までのビーム輸送経路で、イオンビームは総合的には加減速なく輸送される（ドリフトモード）。 When the potential of the second electrode 5 is higher than the potential of the target 11 (ground potential), the ion beam is transported while being accelerated in the beam transport path from the second electrode 5 to the target 11 ( Acceleration mode). On the contrary, when the potential of the second electrode 5 is lower than the potential of the target 11, the ion beam is transported while being decelerated overall (deceleration mode). When the potential of the second electrode 5 is the same as the potential of the target 11, the ion beam is transported comprehensively without acceleration / deceleration in the beam transport path from the second electrode 5 to the target 11 (drift mode). .
上記輸送方法の選択は、輸送されるイオン種やターゲット１１に照射されるイオンビームの最終エネルギーによって決定される。総合的に加速あるいは減速される、とは、局所的にはビーム輸送経路の途中で加減速はなされるものの、ビーム輸送経路の全体でみたときに加速あるいは減速されるという意味である。 The selection of the transport method is determined by the ion species to be transported and the final energy of the ion beam irradiated to the target 11. Comprehensive acceleration or deceleration means that acceleration or deceleration is locally performed in the middle of the beam transport path, but is accelerated or decelerated when viewed as a whole of the beam transport path.
第二電極５の電位とターゲット１１の電位（接地電位）との電位差が大きければ、加速または減速されながら輸送されるイオンビームにはビーム輸送の途中で過収束が発生する。この過収束を抑制するために、第一電極６には電圧が印加されている。 If the potential difference between the potential of the second electrode 5 and the potential of the target 11 (ground potential) is large, the ion beam transported while being accelerated or decelerated will over-converge during the beam transport. In order to suppress this overconvergence, a voltage is applied to the first electrode 6.
ビーム電流計測器７は、従来技術と同じく、図示されない駆動機構によってビーム軌道ＩＢに対して矢印の方向に出し入れされてイオンビームのビーム電流を計測するための計測器である。このビーム電流計測器７で所望イオン種のビーム電流が最大となるように、分析電磁石３の磁場調整が行われる。この可動式のビーム電流計測器７は、ビーム電流計測器７の計測部位（例えば、ファラディカップや導電性の平板）から生じた２次電子を計測部位側に追い返すためのサプレッサ電極を備えていない。 The beam current measuring instrument 7 is a measuring instrument for measuring the beam current of the ion beam by being taken in and out in the direction of the arrow with respect to the beam trajectory IB by a driving mechanism (not shown) as in the prior art. This beam current measuring device 7 adjusts the magnetic field of the analysis electromagnet 3 so that the beam current of the desired ion species is maximized. This movable beam current measuring instrument 7 does not include a suppressor electrode for repelling secondary electrons generated from the measurement part (for example, a Faraday cup or a conductive flat plate) of the beam current measuring instrument 7 to the measurement part side. .
エネルギーフィルタ８は、イオンビームを局所的に加速あるいは減速させながら、偏向する機能を備えている。イオンビームの偏向方向は、図１ではＹ方向を想定している。ここを通じてイオンビーム中に含まれる不要なエネルギー成分の除去が行われる。 The energy filter 8 has a function of deflecting while locally accelerating or decelerating the ion beam. The deflection direction of the ion beam is assumed to be the Y direction in FIG. Through this process, unnecessary energy components contained in the ion beam are removed.
その後、スキャナー９でＸ方向にイオンビームを走査し、コリメータ１０で走査されたイオンビームの平行化が行われる。なお、ここで述べた平行化とは、イオンビームの進行方向をＺ方向に揃える操作をいう。平行化されたイオンビームは、図示されない駆動機構によりＹ方向に往復走査されるターゲット１１に照射される。このイオンビームの照射によって、図示されない処理室に配置されたターゲット１１へのイオン注入処理が行われる。 Thereafter, the ion beam is scanned in the X direction by the scanner 9, and the ion beam scanned by the collimator 10 is collimated. Note that the collimation described here refers to an operation of aligning the traveling direction of the ion beam in the Z direction. The collimated ion beam is applied to the target 11 that is reciprocally scanned in the Y direction by a drive mechanism (not shown). By this ion beam irradiation, an ion implantation process is performed on the target 11 disposed in a processing chamber (not shown).
上述したイオン注入装置ＩＭの構成において、第一電極６の電位がビーム電流計測器７の電位よりも低くなるように、第一電極６には電圧が印加されている。このことから、ビーム電流計測器７にサプレッサ電極を設けずとも、ビーム輸送経路に配置された第一電極６でビーム電流計測器７の計測部位から発生した２次電子を計測部位側に追い返すことが可能なる。また、可動式のビーム電流計測器７がサプレッサ電極を具備していないことから、ビーム電流計測器７を駆動するための駆動機構の設計が容易となる。 In the configuration of the ion implantation apparatus IM described above, a voltage is applied to the first electrode 6 so that the potential of the first electrode 6 is lower than the potential of the beam current measuring instrument 7. For this reason, the secondary electrons generated from the measurement site of the beam current measuring device 7 are driven back to the measurement site side by the first electrode 6 arranged in the beam transport path without providing the beam current measuring device 7 with the suppressor electrode. Is possible. In addition, since the movable beam current measuring device 7 does not include a suppressor electrode, it becomes easy to design a driving mechanism for driving the beam current measuring device 7.
以下、図２乃至５を用いて、加速、減速、ドリフトの各モードにおける各部の電位関係について説明する。各図の上下方向は電位の高低を表し、イオンビームは図の左側から右側へ向けて輸送される。図示されるＶ１はビーム電流計測器と第一電極との電位差であり、Ｖ２はビーム電流計測器と第二電極との電位差である。ビーム電流計測器７の電位はターゲット１１の電位と同じく接地電位としている。 Hereinafter, the potential relationship of each part in each mode of acceleration, deceleration, and drift will be described with reference to FIGS. The vertical direction of each figure represents the level of the potential, and the ion beam is transported from the left side to the right side of the figure. V1 shown is a potential difference between the beam current measuring instrument and the first electrode, and V2 is a potential difference between the beam current measuring instrument and the second electrode. The potential of the beam current measuring device 7 is set to the ground potential in the same manner as the potential of the target 11.
図２は加速モード時の各部の電位関係についての説明図である。
図の右側に示す２次電子ｅの挙動に見られるように、ビーム電流計測器７の電位よりも第一電極６の電位が低いために、ビーム電流計測器７の計測部位から放出された２次電子はビーム電流計測器７側に追い返される。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the potential relationship of each part in the acceleration mode.
As can be seen from the behavior of the secondary electrons e shown on the right side of the figure, since the potential of the first electrode 6 is lower than the potential of the beam current measuring device 7, 2 emitted from the measurement site of the beam current measuring device 7. The secondary electrons are returned to the beam current measuring device 7 side.
図の左側に示す２次電子ｅは、イオンビームが第二電極５や第二電極５と第一電極６との間のビーム輸送経路の壁面に衝突することで発生した２次電子である。
図２の構成では、第二電極５に対して第一電極６の電位が低いために、この２次電子も第二電極５側に追い返されるが、第一電極６と第二電極５の電位設定によっては、第一電極６の上流側で発生した２次電子ｅがビーム電流計測器７の計測部に流入する可能性がある。
Secondary electrons e shown on the left side of the figure are secondary electrons generated when the ion beam collides with the second electrode 5 or the wall surface of the beam transport path between the second electrode 5 and the first electrode 6.
In the configuration of FIG. 2, since the potential of the first electrode 6 is lower than that of the second electrode 5, the secondary electrons are also driven back to the second electrode 5 side. Depending on the setting, secondary electrons e generated on the upstream side of the first electrode 6 may flow into the measurement unit of the beam current measuring device 7.
図３は減速モード時の各部の電位関係についての説明図である。
図の右側に示す２次電子ｅは、加速モードと同様に、ビーム電流計測器７の計測部位側に追い返される。
一方、図の左側に示す２次電子ｅは、第一電極６の電位が第二電極５の電位より高いので、第一電極６側に引き込まれ、最終的にはビーム電流計測器７に流入してしまう。その結果、ビーム電流の計測誤差が生じる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the potential relationship of each part in the deceleration mode.
Secondary electrons e shown on the right side of the figure are driven back to the measurement site side of the beam current measuring instrument 7 as in the acceleration mode.
On the other hand, the secondary electrons e shown on the left side of the drawing are drawn to the first electrode 6 side and finally flow into the beam current measuring instrument 7 because the potential of the first electrode 6 is higher than the potential of the second electrode 5. Resulting in. As a result, a measurement error of the beam current occurs.
上記問題点を改善したのが図４の構成となる。
図４のように、第一電極６の電位を第二電極５とビーム電流計測器７よりも低くすることで、ビーム輸送経路の上流及び下流側から第一電極６側に流れ込む２次電子を各々の側へ追い返すことが可能となる。
The configuration shown in FIG. 4 improves the above problems.
As shown in FIG. 4, by making the potential of the first electrode 6 lower than that of the second electrode 5 and the beam current measuring instrument 7, secondary electrons flowing from the upstream and downstream sides of the beam transport path to the first electrode 6 side are generated. It is possible to turn back to each side.
図５はドリフトモード時の各部の電位関係についての説明図である。
図４と同様に、第一電極６の電位を第二電極５とビーム電流計測器７よりも低くすることで、ビーム輸送経路の上流及び下流側から第一電極６側に流れ込む２次電子を各々の側へ追い返すことが可能となる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the potential relationship of each part in the drift mode.
Similar to FIG. 4, by making the potential of the first electrode 6 lower than that of the second electrode 5 and the beam current measuring instrument 7, the secondary electrons flowing from the upstream and downstream sides of the beam transport path to the first electrode 6 side can be obtained. It is possible to turn back to each side.
上述した実施形態では、イオン注入装置ＩＭを例に説明したが、イオンビームを取り扱う他の装置で、ビーム輸送経路に可動式のビーム電流計測器を備える装置であれば、本発明を適用することは可能である。 In the above-described embodiment, the ion implantation apparatus IM has been described as an example. However, the present invention is applied to any apparatus that handles an ion beam and includes a movable beam current measuring device in the beam transport path. Is possible.
第一電極６が過収束の抑制機能を有している旨を述べたが、第一電極６の機能としては当該機能に限定されるものではない。例えば、ビーム輸送経路に配置されるイオンビームを収束させるためのアインツェルレンズを構成する電極群のうち、もっとも下流側に位置する電極をビーム電流計測器７のサプレッサ電極と兼用させてもよい。 Although it has been described that the first electrode 6 has a function of suppressing overconvergence, the function of the first electrode 6 is not limited to this function. For example, among the electrode groups constituting the Einzel lens for converging the ion beam arranged in the beam transport path, the electrode located on the most downstream side may be used also as the suppressor electrode of the beam current measuring device 7.
また、上記実施形態ではビーム輸送経路内でのイオンビームの輸送モードを選択するための第二電極５を具備した構成例としていたが、イオンビーム照射装置の構成によっては第二電極５を備えない構成としてもよい。第二電極５を備えない構成としては、例えば、引出電極系のところで、イオンビームを引き出す際に、イオンビームのエネルギーを最終エネルギーにしておく構成が考えられる。 Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structural example provided with the 2nd electrode 5 for selecting the transport mode of the ion beam in a beam transport path, the 2nd electrode 5 is not provided depending on the structure of an ion beam irradiation apparatus. It is good also as a structure. As a configuration without the second electrode 5, for example, a configuration in which the ion beam energy is made the final energy when the ion beam is extracted in the extraction electrode system can be considered.
第一電極６にイオンビームが衝突することで、第一電極６から2次電子が放出されてビーム電流計測器７の計測部に流入する恐れもある。このことを考慮すれば、第一電極６にはイオンビームが衝突しない構成としておくことが望まれる。 When the ion beam collides with the first electrode 6, secondary electrons may be emitted from the first electrode 6 and flow into the measurement unit of the beam current measuring device 7. Considering this, it is desirable that the first electrode 6 be configured so that the ion beam does not collide.
上記実施形態では、第一電極６の例として、過収束の抑制用電極やアインツェルレンズを構成する一部の電極であることを述べた。しかしながら、イオンビーム照射装置によっては、上述した過収束用の電極やアインツェルレンズを必ずしも有しているとは限らないことから、先に挙げた第一電極６の構成例は例示列挙に過ぎない。 In the above-described embodiment, as an example of the first electrode 6, it has been described that it is an electrode for suppressing overfocusing and a part of electrodes constituting an Einzel lens. However, some ion beam irradiation apparatuses do not necessarily have the above-described over-focusing electrode and Einzel lens, and thus the configuration example of the first electrode 6 described above is merely an example listing. .
本発明が対象にしている第一電極についての一般的な構成、機能は、以下のものである。
第一電極は、ビーム電流計測器から放出された２次電子をビーム電流計測器側に追い返すためのサプレッサ電極とビーム輸送経路に配置されたサプレッサ電極以外のビーム光学要素を兼ねている。
ビーム電流計測器をビーム軌道の外へ配置する場合には、第一電極はサプレッサ電極としては機能せず、サプレッサ電極以外のビーム光学要素として機能する。
また、第一電極はビーム光学要素の一部を構成していればよく、ビーム光学要素とは、そこを通過するイオンビームの形状、エネルギー等をコントロールするために使用される電極から構成される光学要素である。
The general configuration and function of the first electrode targeted by the present invention are as follows.
The first electrode serves also as a beam optical element other than the suppressor electrode disposed in the beam transport path and the suppressor electrode for repelling secondary electrons emitted from the beam current measuring instrument to the beam current measuring instrument side.
When the beam current measuring instrument is arranged outside the beam trajectory, the first electrode does not function as a suppressor electrode, but functions as a beam optical element other than the suppressor electrode.
The first electrode only needs to constitute a part of the beam optical element, and the beam optical element is composed of an electrode used for controlling the shape, energy, etc. of the ion beam passing therethrough. It is an optical element.
第一電極６への印加電圧については、一定の電圧が印加されていて、通常はサプレッサ電極以外のビーム光学要素として機能させ、ビーム電流計測器７をビーム軌道に入れるだけで、即座にサプレッサ電極としても機能するように構成しておくことが望まれる。また、第一電極６への印加電圧は、ビーム電流計測器の電位が接地電位に設定されることが多いことから、負電圧が印加されている。 Regarding the applied voltage to the first electrode 6, a constant voltage is applied, and normally it is made to function as a beam optical element other than the suppressor electrode, and the suppressor electrode is instantly put only by putting the beam current measuring instrument 7 into the beam trajectory. It is desirable to configure so that it also functions. The voltage applied to the first electrode 6 is a negative voltage because the potential of the beam current measuring instrument is often set to the ground potential.
上記実施形態では、ビーム電流計測器７での測定結果をもとに分析電磁石の磁場調整を行うことについて述べたが、本発明のビーム電流計測器の用途は必ずしもここで述べた用途に限られるものではない。イオン源から処理室までの任意のビーム輸送経路でビーム軌道に出し入れされるものであれば、本発明の適用は可能である。 In the embodiment described above, the magnetic field adjustment of the analysis electromagnet is performed based on the measurement result of the beam current measuring device 7, but the application of the beam current measuring device of the present invention is not necessarily limited to the application described here. It is not a thing. The present invention can be applied as long as it can be taken in and out of the beam trajectory through an arbitrary beam transport path from the ion source to the processing chamber.
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１ イオン源
３ 質量分析電磁石
４ 分析スリット
５ 第二電極
６ 第一電極
７ ビーム電流計測器
ＩＢ イオンビームの軌道
ＩＭ イオンビーム照射装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion source 3 Mass analysis electromagnet 4 Analysis slit 5 Second electrode 6 First electrode 7 Beam current measuring device IB Ion beam orbit IM
上記構成のイオンビーム照射装置であれば、ビーム輸送経路に配置された第一電極がビーム電流計測器のサプレッサを兼ねるので、ビーム電流計測器自体にサプレッサ電極を備えずとも、ビーム電流計測器の計測部位にイオンビームが照射されることで放出される２次電子を計測部位側に追い返すことができ、ひいては、計測部位から発生する２次電子による誤測定が防止できる。
また、可動式のビーム電流計測器自体にはサプレッサ電極が設けられていないので、可動式のビーム電流計測器における駆動機構の設計が簡便となる。
In the case of the ion beam irradiation apparatus configured as described above, the first electrode arranged in the beam transport path also serves as a suppressor for the beam current measuring instrument. Therefore, even if the beam current measuring instrument itself does not include a suppressor electrode, secondary electrons Ionbi beam to the measurement site is released by being irradiated can repel the measurement portion side, and hence, can prevent the measurement error due to the secondary electrons generated from the measurement site.
Further, since the suppressor electrode is not provided in the movable beam current measuring instrument itself, the design of the drive mechanism in the movable beam current measuring instrument becomes simple.
分析スリットと、前記第一電極との間に配置された第二電極とを備え、
前記第二電極の電位に比べて前記第一電極の電位が低い構成であってもよい。
An analysis slit, and a second electrode disposed between the first electrode,
The potential of the first electrode may be lower than the potential of the second electrode.
上述したイオンビーム照射装置ＩＭの構成において、第一電極６の電位がビーム電流計測器７の電位よりも低くなるように、第一電極６には電圧が印加されている。このことから、ビーム電流計測器７にサプレッサ電極を設けずとも、ビーム輸送経路に配置された第一電極６でビーム電流計測器７の計測部位から発生した２次電子を計測部位側に追い返すことが可能となる。また、可動式のビーム電流計測器７がサプレッサ電極を具備していないことから、ビーム電流計測器７を駆動するための駆動機構の設計が容易となる。 In the configuration of the ion beam irradiation apparatus IM described above, a voltage is applied to the first electrode 6 so that the potential of the first electrode 6 is lower than the potential of the beam current measuring instrument 7. For this reason, the secondary electrons generated from the measurement site of the beam current measuring device 7 are driven back to the measurement site side by the first electrode 6 arranged in the beam transport path without providing the beam current measuring device 7 with the suppressor electrode. Is possible. In addition, since the movable beam current measuring device 7 does not include a suppressor electrode, it becomes easy to design a driving mechanism for driving the beam current measuring device 7.
上述した実施形態では、イオン注入装置を例に説明したが、イオンビームを取り扱う他の装置で、ビーム輸送経路に可動式のビーム電流計測器を備える装置であれば、本発明を適用することは可能である。 In the above embodiment has been described ion implantation equipment as an example, other devices for handling the ion beam, as long as device comprising a movable beam current measuring instrument in the beam transport path, applying the present invention Is possible.
Claims (4)
前記ビーム電流計測器の直前のビーム輸送経路に配置される第一電極を有し、
前記第一電極が、前記ビーム電流計測器から放出された２次電子をビーム電流計測器側に追い返すサプレッサ電極と他のビーム光学要素を兼ねていることを特徴とするイオンビーム照射装置。 A beam current measuring device that measures beam current by being taken in and out of the beam trajectory;
A first electrode disposed in a beam transport path immediately before the beam current measuring instrument;
The ion beam irradiation apparatus, wherein the first electrode serves as a suppressor electrode for returning secondary electrons emitted from the beam current measuring device to the beam current measuring device side and another beam optical element.
前記第二電極の電位に比べて前記第一電極の電位が低い請求項１記載のイオンビーム照射装置。 A second electrode is provided between the mass spectrometry slit and the first electrode,
The ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the potential of the first electrode is lower than the potential of the second electrode.
前記第一電極は、ビーム輸送経路で生じる過収束を抑制する機能を有する請求項１または２記載のイオンビーム照射装置。 The second electrode has a function of determining acceleration / deceleration of an ion beam toward a target arranged in the processing chamber,
The ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the first electrode has a function of suppressing over-convergence that occurs in a beam transport path.
前記第一電極の電位は、前記第二電極の電位に比べて常に低い請求項１乃至３のいずれか一項に記載のイオンビーム照射装置。 Regardless of the acceleration / deceleration of the ion beam in the beam transport path,
The ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the potential of the first electrode is always lower than the potential of the second electrode.
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