專利名稱：離子束照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將從離子源引出來的離子束照射到靶上，在該靶上進(jìn) 行例如離子注入、離子摻雜(注冊(cè)商標(biāo))、離子束取向處理、離子研磨、 離子束蝕刻等處理的離子束照射裝置，更具體地講，涉及離子源具有 分割結(jié)構(gòu)的電極的離子束照射裝置。
背景技術(shù)：
此種離子束照射裝置的現(xiàn)有例在圖15中表示。該離子束照射裝置 具有發(fā)生(引出)離子束12的離子源2。離子源2具有利用例如弧
光放電、高頻放電等而生成等離子體6的等離子體生成部4;和在電場(chǎng)
的作用下從該等離子體6引出離子束12的一張以上的電極。更具體地 講，在此例中，作為電極，具有兩張電極，即配置在離子束引出方向 的最上游側(cè)的第一電極8和配置在其下游側(cè)的第二電極10。
如果設(shè)在一點(diǎn)相互正交的三個(gè)軸為x軸、y軸和z軸，兩電極8、 10沿著xy平面而配置，并且在沿著z軸的方向相互空出預(yù)定的間隙而 配置，能夠在沿著z軸的方向引出離子束12。各電極8、 IO在相對(duì)應(yīng) 的位置分別具有用于引出離子束12的多個(gè)(更具體地講是很多)離子 引出孔9、 11。另外，在該說明書中，"沿著…的方向"的典型例是實(shí) 質(zhì)上平行(包括平行)的方向。
兩電極8、 11在此例中呈沿著x軸方向的尺寸大于沿著y軸方向 的尺寸的長(zhǎng)方形的平面形狀。因此，從該離子源2被引出的離子束12 為沿著x軸方向的尺寸大于沿著y軸方向的尺寸的剖視面接近于長(zhǎng)方 形的形狀。
在第一電極8上，從未圖示的直流電源施加正的直流電壓，用于
離子束12的引出和加速。該第一電極8有時(shí)也被稱為等離子體電極或 加速電極等。在第二電極10上，例如從未圖示的直流電源施加負(fù)的直 流電壓，用于抑制逆流電子。該第二電極IO有時(shí)也被稱為抑制電極或
減速電極等。
該離子束照射裝置還具有靶驅(qū)動(dòng)裝置18，該靶驅(qū)動(dòng)裝置18使靶 14和對(duì)它進(jìn)行保持的支架16同時(shí)在從離子源2引出來的離子束12的 照射區(qū)域內(nèi)，例如如箭頭Y所示，俯視看上去在沿著y軸的方向直線 移動(dòng)。該移動(dòng)有單方向的情況和往返方向的情況。所謂"俯視看上去" 的意思是，有時(shí)是使離子源2或靶驅(qū)動(dòng)裝置18 (通常是離子源2)以 實(shí)質(zhì)上平行于x軸的軸為中心旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，使z軸相對(duì)于靶14的表 面傾斜而非垂直，而使離子束12以小于90度的入射角度入射到靶14 的表面，在這種情況下靶14也是在沿著y軸的方向移動(dòng)，所以也包含 這種情況。
靶14是例如半導(dǎo)體基板、玻璃基板、帶取向膜的基板和其它基板。 帶取向膜的基板是在玻璃基板等基板的表面形成了用于使液晶分子在 一定方向取向的取向膜的東西。
離子束12的沿著x軸方向的尺寸大于靶14的相同方向的尺寸， 同時(shí)使靶14如上所述在沿著y軸的方向移動(dòng)，從而能夠在靶14的整 個(gè)面上照射離子束12，對(duì)靶14施行離子注入、離子摻雜(注冊(cè)商標(biāo))、 離子束取向處理、離子研磨、離子束蝕刻等處理。
然而，當(dāng)從離子源2引出大面積的離子束12時(shí)，與此相應(yīng)地兩電 極8、 IO也變成大面積的。這種情況下，電極8、 10的一方或兩方鑒 于(a)很難用一張電極材料來制作，(b)減少因熱膨脹而導(dǎo)致的變形(熱 變形)等原因，有時(shí)如例如專利文獻(xiàn)l、 2中也記載著的那樣，將其分 割成多個(gè)電極片而構(gòu)成。
例如，在引出沿著x軸方向的尺寸大(例如600mm 1200mm左 右)的離子束12時(shí)，電極8、 10有時(shí)在沿著x軸的方向被分割成多個(gè) 電極片。以第一電極8為例，在圖16中表示形成為該分割結(jié)構(gòu)的電極。 該第一電極8在沿著x軸的方向分割成多個(gè)電極片81而構(gòu)成。其各分 割部20形成為相對(duì)于y軸實(shí)質(zhì)上平行。各電極片81通常分別保持相 同的電位。
將第二電極IO形成為分割結(jié)構(gòu)時(shí)，也和上述第一電極8—樣。 專利文獻(xiàn)1:特開2000-301353號(hào)公報(bào)(段落0015-0017，圖1、
圖4)
專利文獻(xiàn)2:特開平5-114366號(hào)公報(bào)(段落0009，圖1、圖2)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所欲解決的課題
如上所述，如果將電極8、 10形成為分割結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诟鞣指畈?20不能象另外的地方那樣排列離子引出孔9、 11，所以在各分割部20 的下游，離子束12的密度不同于其它地方，從而離子束12的密度分 布變得不均勻。
例如，當(dāng)各分割部20如圖16所示為上下貫通的間隙時(shí)，在各分 割部20的下游，離子束12的密度就會(huì)大于其它地方。
另外，如果將各分割部20用如例如專利文獻(xiàn)1所述的按壓零件按 壓，或者如例如專利文獻(xiàn)2所述，在分割部20將其兩側(cè)的電極片81 相互重疊而配置，則在各分割部20的下游，離子束12的密度就會(huì)小 于其它地方。
然而，因?yàn)榘?4如上所述在沿著y軸的方向移動(dòng)，所以在各分割
部20下游的離子束密度的大小的圖形會(huì)直接轉(zhuǎn)印到靶14的表面。結(jié) 果，就不能對(duì)耙14施行均勻性良好的處理。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種即使離子源具有分割結(jié)構(gòu) 的電極，也能夠?qū)Π惺┬芯鶆蛐粤己玫奶幚淼碾x子束照射裝置。
用以解決課題的方案
本發(fā)明所涉及的離子束照射裝置，具有離子源，當(dāng)設(shè)相互正交
的兩個(gè)軸為x軸和y軸時(shí)，在離子束引出方向具有一張以上的沿著xy 平面的電極，該電極具有多個(gè)離子引出孔；和耙驅(qū)動(dòng)裝置，使靶在從 該離子源被引出來的離子束的照射區(qū)域內(nèi)俯視看上去在沿著y軸的方 向移動(dòng)，該離子束照射裝置的特征在于，將上述離子源的電極之中的 至少一張?jiān)谘刂鴛軸的方向分割成多個(gè)電極片而構(gòu)成，而且將各分割 部相對(duì)于y軸傾斜而配置。
根據(jù)該離子束照射裝置，因?yàn)閷⒎指疃鴺?gòu)成的電極的各分割部相 對(duì)于y軸傾斜而配置，所以即使在各分割部的下游離子束密度上產(chǎn)生 了大小的圖形，該圖形也會(huì)因靶在沿著y軸方向的移動(dòng)而在靶上得到 平均化。結(jié)果，能夠?qū)Π惺┬芯鶆蛐粤己玫奶幚怼?br> 也可以是，上述分割而構(gòu)成的電極的離子引出孔也可以排列成 沿著y軸的方向上的多個(gè)離子引出孔的面積總和在沿著x軸的方向?qū)?質(zhì)上為一定。
也可以是，上述分割而構(gòu)成的電極的各分割部為直線狀，在將該 各分割部在沿著x軸的方向以實(shí)質(zhì)上相互相等的距離夾住并且與分割 部實(shí)質(zhì)上平行的兩條直線上，分別位于分布著上述離子引出孔的引出 孔區(qū)域的外側(cè)的四個(gè)地方，分別配置著將上述電極片固定在固定部的 固定機(jī)構(gòu)。
也可以是，在上述分割而構(gòu)成的電極的各分割部，其兩側(cè)的電極 片在沿著X軸的方向在相互之間空出間隙，并且在離子束引出方向相
互重疊而配置。
發(fā)明效果
根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，因?yàn)閷⒎指疃鴺?gòu)成的電極的各分割
部相對(duì)于y軸傾斜而配置，所以即使在各分割部的下游離子束密度上 產(chǎn)生了大小的圖形，該圖形也會(huì)因靶在沿著y軸方向的移動(dòng)而在靶上 得到平均化。結(jié)果，能夠?qū)Π惺┬芯鶆蛐粤己玫奶幚怼?br> 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，具有以下進(jìn)一步的效果。g卩，因?yàn)?分割而構(gòu)成的電極的離子引出孔排列成在沿著y軸的方向上的多個(gè) 離子引出孔的面積總和在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上為一定，所以照射在 靶上的離子束的密度分布在沿著x軸的方向變得更均勻。結(jié)果，能夠 對(duì)耙施行均勻性更加良好的處理。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，具有以下進(jìn)一步的效果。即，在分 割而構(gòu)成的電極的各分割部附近的預(yù)定區(qū)域，能夠使在沿著y軸方向 排列的多個(gè)離子引出孔的因熱膨脹而導(dǎo)致的沿著x軸方向的變位的總 和實(shí)質(zhì)上成為零。因?yàn)槭拱性谘刂鴜軸的方向移動(dòng)，所以在靶上，變 成等同于求上述變位的總和。結(jié)果，即使各離子引出孔因熱膨脹而在 沿著x軸的方向變位，在和上述區(qū)域內(nèi)相對(duì)應(yīng)的靶上，也會(huì)變成等同 于上述變位被消除了的情況，相應(yīng)地，能夠?qū)Π惺┬芯鶆蛐愿恿己?的處理。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，因?yàn)榫邆錂?quán)利要求3所述的構(gòu)成和 權(quán)利要求4所述的構(gòu)成，所以能夠具有權(quán)利要求3的效果和權(quán)利要求4 的效果。結(jié)果，能夠?qū)Π惺┬芯鶆蛐愿恿己玫奶幚怼?br> 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明，具有以下進(jìn)一步的效果。即，因?yàn)?br> 在各分割部，其兩側(cè)的電極片在沿著X軸的方向在相互之間空出間隙 而配置，所以該間隙能夠釋放各電極片的沿著X軸方向的熱膨脹。結(jié) 果，能夠減少各電極片的熱變形，所以能夠?qū)Π艺丈渚鶆蛐愿恿己?的離子束，施行均勻性更加良好的處理。而且，因?yàn)樵诟鞣指畈?，?兩側(cè)的電極片相互重疊而配置，所以能夠防止離子束從各分割部漏出。 結(jié)果，從該觀點(diǎn)來看也能夠?qū)Π姓丈渚鶆蛐愿恿己玫碾x子束，施行 均勻性更加良好的處理。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的離子束照射裝置的一實(shí)施方式的概略圖。
圖2是同時(shí)表示圖1中的第一電極的一例和下方的耙的俯視圖。 圖3是對(duì)第一電極的分割部的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行放大表示的剖視圖。
圖4是對(duì)第一電極的分割部的結(jié)構(gòu)的另一例進(jìn)行放大表示的剖視圖。
圖5是對(duì)第一電極的分割部的結(jié)構(gòu)的又一例進(jìn)行放大表示的剖視圖。
圖6是局部性地表示圖1中的第一電極的另一例的俯視圖。 圖7是局部性地表示圖1中的第一電極的又一例的俯視圖。 圖8是局部性地表示圖1中的第一電極的又一例的俯視圖。 圖9是局部性地表示圖1中的第一電極的又一例的俯視圖。 圖IO是局部性地表示圖1中的第一電極的又一例的俯視圖。 圖11是局部性地表示圖1中的第一電極的又一例的俯視圖。 圖12是表示第一電極的分割部附近的固定螺栓位置的一例的圖。 圖13是用于說明第一電極因熱膨脹而導(dǎo)致的在分割部附近的變 位的圖。
圖14是用于說明第一電極因熱膨脹而導(dǎo)致的在分割部附近的變 位的圖。
圖15是表示現(xiàn)有的離子束照射裝置的一例的概略圖。
圖16是同時(shí)表示現(xiàn)有的電極的分割結(jié)構(gòu)的一例和下方的耙的俯 視圖。
圖17是局部性地表示第一電極和第二電極的分割部等的位置關(guān) 系的一例的俯視圖，為了方便，兩電極并列進(jìn)行圖示。
標(biāo)號(hào)說明 2:離子源 8:第一電極 9:離子引出孔 10:第二電極 11:離子引出孔 12:離子束 14:耙
18:靶驅(qū)動(dòng)裝置 22、 24:分割部
26、 28:支持框(固定部)
32:引出孔區(qū)域
34:固定螺栓(固定機(jī)構(gòu))
82、 102:電極片
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明所涉及的離子束照射裝置的一實(shí)施方式的概略
圖。圖2是同時(shí)表示圖1中的第一電極的一例和下方的耙的俯視圖。 對(duì)和圖15、圖16所示的現(xiàn)有例相同或相當(dāng)?shù)牟糠仲x予相同的標(biāo)號(hào)，下
面主要說明和該現(xiàn)有例的不同之處。
本離子束照射裝置具有和上述相同的離子源2和靶驅(qū)動(dòng)裝置18。 但是，離子源2的電極8、 10周圍的結(jié)構(gòu)如以下說明所示，和現(xiàn)有例 不同。
(l)電極的分割結(jié)構(gòu)
在本離子束照射裝置中，將離子源2的第一電極8在沿著X軸的
方向分割成多個(gè)電極片82而構(gòu)成，而且將其各分割部(換言之，為接 縫)22相對(duì)于y軸傾斜而配置。即，各分割部22形成為直線狀，如果 設(shè)其相對(duì)于y軸的角度為a ，則形成為0。 <a<90° 。各分割部22實(shí) 質(zhì)上相互平行(另一例及分割部24也一樣)。電極片82的數(shù)量，即第 一電極8的分割數(shù)在圖2所示的例中為4，但是不限于此。只要按照第 一電極8的沿著x軸方向的尺寸等來決定即可。關(guān)于第二電極10也是 一樣。各電極片82通常都保持相同的電位。
在離子源2的等離子體生成部4的下端部，設(shè)有支持框26，各電 極片82以前面所述的分布著離子引出孔9的引出孔區(qū)域32的外側(cè)的 部分，由固定螺栓34固定在支持框26上。該支持框26是與電極片82 有關(guān)的固定部的例子，固定螺栓3 4是固定機(jī)構(gòu)的例子。
而且在本實(shí)施方式中，離子源2的第二電極10也和第一電極8 — 樣，在沿著x軸的方向分割成多個(gè)電極片102而構(gòu)成，并且將其各分 割部24相對(duì)于y軸傾斜而配置。各電極片102通常都保持相同的電位。
在上述支持框26的下游側(cè)，設(shè)有支持框28，并使絕緣物30介于 其間，第二電極10的各電極片102以分布著離子引出孔11的引出孔 區(qū)域的外側(cè)的部分，由固定螺栓(省略圖示)固定在支持框28上。該 支持框28是與電極片102有關(guān)的固定部的例子，固定螺栓是固定機(jī)構(gòu) 的例子。
第二電極10在本實(shí)施方式中形成為和第一電極8實(shí)質(zhì)上相同的結(jié) 構(gòu)。因此，下面以第一電極8為主體進(jìn)行說明。以下的說明除非有特 別說明，也適用于第二電極10。
第一電極8的各分割部22在圖2和后述的圖6等中為了圖示的簡(jiǎn)
化，用一條直線表示，但是也可以是上下貫通的間隙?；蛘咭部梢匀?br> 例如圖3 圖5所示的例，在各分割部22,其兩側(cè)的電極片82在沿著 x軸的方向在相互之間空出間隙，并且在離子束引出方向(即沿著z軸 的方向。以下相同)相互重疊而配置。
艮口，在圖3的例子中，分割部22的兩側(cè)的電極片82具有相互重 合的臺(tái)階部36、 38，并且在沿著x軸的方向在相互之間具有間隙40、 42。
在圖4的例子中，分割部22的兩側(cè)的電極片82具有空出傾斜的 間隙48而相互重合的斜面部44、 46。
在圖5的例子中，分割部22的兩側(cè)的電極片82具有凸條部50和 讓它嵌入的凹條部52，并且在沿著x軸的方向在相互之間具有間隙54、 56。
在該離子束照射裝置中，因?yàn)閷⒎指疃鴺?gòu)成的電極S、 10的各分 割部22、 24相對(duì)于y軸傾斜而配置，所以在各分割部22、 24的下游， 即使離子束密度上產(chǎn)生了大小的圖形，該圖形也會(huì)因靶14在沿著y軸 方向的移動(dòng)而在靶14上得到平均化。
對(duì)此主要參照?qǐng)D2進(jìn)行詳述，例如，當(dāng)各分割部22、 24形成為如 圖3 圖5所示例的結(jié)構(gòu)，離子束12不能從各分割部22、24被引出時(shí)， 產(chǎn)生離子束密度在各分割部22、 24的下游會(huì)小于其它地方的圖形。但 是，如果使耙14在沿著y軸的方向移動(dòng)，因?yàn)楦鞣指畈?2、 24相對(duì) 于y軸傾斜而配置，所以靶14變成同時(shí)從各分割部22、 24的下游的 離子束密度小的部分和另外的部分(密度不小的部分)通過。結(jié)果， 上述圖形不會(huì)如現(xiàn)有例所示直接被轉(zhuǎn)印到靶14上，而是在靶14上得 到平均化。換言之，上述圖形在靶14上得到緩和或減輕(以下相同)。 當(dāng)各分割部22、 24為上下貫通的間隙時(shí)，如果上下的分割部22、 24在離子束引出方向相互重疊，離子束12就有可能通過各分割部22、 24被引出，而產(chǎn)生離子束密度在各分割部22、 24的下游會(huì)大于其它地 方的圖形。但是，在這種情況下也是，如果使靶14在沿著y軸的方向 移動(dòng)，因?yàn)楦鞣指畈?2、 24相對(duì)于y軸傾斜而配置，所以靶14變成 同時(shí)從各分割部22、24的下游的離子束密度大的部分和另外的部分(密 度不大的部分)通過。其結(jié)果，上述圖形不會(huì)如現(xiàn)有例所示直接被轉(zhuǎn) 印到耙14上，而是在靶14上得到平均化。
因而，上述任何一種情況都能夠?qū)Π?4施行均勻性(具體地講是 在沿著x軸方向的均勻性。其它的也同樣)良好的處理。
另外，如果如圖3 圖5所示例，在各分割部22、 24將其兩側(cè)的 電極片82、 102在沿著x軸的方向在相互之間空出間隙而配置，因?yàn)?在該間隙能夠?qū)⒏麟姌O片82、 102在沿著x軸方向的熱膨脹釋放，所 以能夠減少各電極片82、 102的熱變形。結(jié)果，能夠?qū)Π?4照射均勻 性更加良好的離子束12，施行均勻性更加良好的處理。
而且，如果如圖3 圖5所示例，在各分割部22、 24將其兩側(cè)的 電極片82、 102相互重疊而配置，能夠防止離子束12從各分割部22、 24漏出，所以從該觀點(diǎn)來看，也能夠?qū)Π?4照射在沿著x軸方向的均 勻性更加良好的離子束12，施行均勻性更加良好的處理。
(2)使離子引出孔的面積總和一定的結(jié)構(gòu)
如上所述分割而構(gòu)成的電極，例如第一電極8的離子引出孔9優(yōu) 選的是如例如圖2所示的例子，排列成(A)在沿著y軸的方向上的多 個(gè)離子引出孔9的面積總和在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上為一定。
更具體地講，在圖2所示的例子中，各離子引出孔9為面積相互 相同的圓孔，即使存在不能形成離子引出孔9的傾斜的分割部22，在
沿著y軸方向上的離子引出孔9的數(shù)量在沿著x軸方向的任何一列上 都是相同的數(shù)量(在圖示例中為8個(gè))。因此，沿著y軸的方向上的離 子引出孔9的面積總和在沿著x軸方向的任何一列都為一定。
另外，在該圖2的例子中，如果設(shè)多個(gè)離子引出孔的排列在沿著 x軸方向上的間距為Px，在沿著y軸方向上的間距為Py，則各分割部 22的上述角度a滿足下式的關(guān)系。并規(guī)定了各分割部22在沿著x軸方 向的位置，使得如果一個(gè)分割部22退出到引出孔區(qū)域32的外側(cè)，下 一個(gè)分割部22就會(huì)進(jìn)入到引出孔區(qū)域32的內(nèi)側(cè)。
a =tan-1 (Px / Py)
如上所述，照射在靶14上的離子束12的密度分布在沿著x軸的 方向就變得更加均勻。結(jié)果，能夠?qū)Π?4施行均勻性更加良好的處理。
如圖6所示的例子，即使使各分割部22的上述角度ct更大，也能 夠?qū)崿F(xiàn)上述(A)所示的排列。該例的情況也是，即使存在不能形成離 子引出孔9的傾斜的分割部22，沿著y軸的方向上的離子引出孔9的 數(shù)量在沿著x軸方向的任何一列都是相同的數(shù)量(在圖示例中為8個(gè))。
如圖7所示的例子，雖然不是分割部22，但是和分割部22—樣， 即使設(shè)有不存在離子引出孔9的傾斜的不存在區(qū)域58，也能夠?qū)崿F(xiàn)上 述(A)所示的排列。該不存在區(qū)域58相對(duì)于y軸，以和分割部22實(shí) 質(zhì)上相同的角度傾斜。只要認(rèn)為在該不存在區(qū)域58中假想地有分割部 22即可。
該例的情況也是，即使存在不能形成離子引出孔9的分割部22和 離子引出孔9的不存在區(qū)域58，沿著y軸的方向上的離子引出孔9的 數(shù)量在沿著x軸方向的任何一列都是相同的數(shù)量(在圖示例中為8個(gè))。
這種情況下能夠減少第一電極8的分割數(shù)。在第一電極8沿著X軸方
向的端和最初的分割部22之間或相鄰的分割部22之間，也可以設(shè)置 多個(gè)不存在區(qū)域58。
圖2、圖6、圖7是大小相同、形成為圓孔狀的多個(gè)離子引出孔9 排列成正方形(或四邊形)的例子，但是也可以將同樣的離子引出孔9 如圖8、圖9所示排列成之字形。該例的情況也是，即使存在不能形成 離子引出孔9的分割部22，沿著y軸的方向上的離子引出孔9的數(shù)量 在沿著x軸方向的任何一列都是相同的數(shù)量(在圖示例中為5個(gè))。在 圖8、圖9中，圖示的相鄰的離子引出孔9的間隙大于圖2等的情況， 但是如果形成為之字形排列， 一般能夠比正方形排列提高離子引出孔9 的密度。
各離子引出孔9的形狀不限于圓孔，也可以如圖10、圖ll所示的 例子，為狹縫狀。各離子引出孔9具有相互相同的寬度。該例的情況 也能夠?qū)崿F(xiàn)上述(A)所示的排列。狹縫狀能夠增加離子引出孔9相對(duì) 于電極面積的總面積。
艮口，在圖10所示的例子中，即使存在不能形成離子引出孔9的傾 斜的分割部22，沿著y軸的方向上的離子引出孔9的數(shù)量在沿著x軸 方向的任何位置都是相同的數(shù)量(在圖示例中為8個(gè))。
在圖ll所示的例子中，即使存在不能形成離子引出孔9的傾斜的 分割部22，沿著y軸的方向上的離子引出孔9的合計(jì)長(zhǎng)度Li+L2在沿 著x軸方向的任何一列實(shí)質(zhì)上都為一定。
(3)分割部附近的固定螺栓的配置結(jié)構(gòu)
將各分割部22在沿著x軸的方向夾住的上述的固定螺栓34優(yōu)選 的是設(shè)置在以下的位置。即，參照?qǐng)D12，如果考慮將直線狀的各分割 部22在沿著x軸的方向以相互相等的距離L3夾住，并且與分割部22
實(shí)質(zhì)上平行的兩條直線60、 62，優(yōu)選的是將固定螺栓34配置在該直線 60、 62上分別位于上述引出孔區(qū)域32的外側(cè)的四個(gè)地方。如此一來， 在各分割部22附近的預(yù)定區(qū)域(圖14所示的距離W內(nèi)的區(qū)域)，就能 夠使在沿著y軸的方向排列的多個(gè)離子引出孔9因熱膨脹而導(dǎo)致的沿 著x軸方向的變位的總和實(shí)質(zhì)上變成零。
對(duì)此進(jìn)行詳述，在上述情況下，分割部22、直線60和62與引出 孔區(qū)域32的沿著x軸的邊形成的角度變成分別實(shí)質(zhì)上相等的角度e 。 并且0° < 9 <90° 。該角度9和上述角度a的關(guān)系是8 =90° - a 。 另外，參照?qǐng)D14，連接直線60與引出孔區(qū)域32的沿著x軸的一邊相 交的點(diǎn)B、和直線62與引出孔區(qū)域32的沿著x軸的另一邊相交的點(diǎn)G 之間的直線BG相對(duì)于y軸實(shí)質(zhì)上平行。
另外，當(dāng)各分割部22形成為如例如圖3 圖5所示例的結(jié)構(gòu)，在 沿著x軸的方向具有寬度時(shí)，可以將該寬度的中心的位置考慮成圖12 圖14中的分割部22的位置。
參照?qǐng)D13，因?yàn)槭拱?4如上所述在沿著y軸的方向(如前面所 述，典型的是與y軸實(shí)質(zhì)上平行地)移動(dòng)，所以如果考慮實(shí)質(zhì)上與y 軸平行而橫切分割部22的直線PQ上存在的離子引出孔9的因熱膨脹 而導(dǎo)致的變位，則該直線PQ上的點(diǎn)，例如存在于K、 L、 M上的離子 引出孔區(qū)域9在沿著x軸的方向，分別朝著矢量u、 v、 w的方向，因 熱膨脹而分別按和矢量u、 v、 w的大小成比例的量而變位。S卩，比直 線60、 62位于左側(cè)的離子引出孔9向左側(cè)變位，位于右側(cè)的離子引出 孔9向右側(cè)變位。這是因?yàn)樵谥本€60、 62上，因兩側(cè)的固定螺栓34 而受到了機(jī)械約束。該變位的大小，與各離子引出孔9和直線60、 62 間的距離成比例。
另外，各矢量u、 v、 w本來是以各點(diǎn)K、 L、 M為始點(diǎn)，但是為 了便于清楚其長(zhǎng)度，使之在沿著x軸的方向平行移動(dòng)，以各點(diǎn)K、 L、
M為終點(diǎn)而進(jìn)行了圖示。
如果將圖13所示的思路擴(kuò)展到直線PQ上的所有的點(diǎn)，那么如圖 14所示，存在于直線AC上的離子引出孔9的變位的總和在+x方向?yàn)?大小A ABC，存在于直線CE上的離子引出孔9的變位的總和在-x的方 向?yàn)榇笮　?CDE，而且存在于直線EH上的離子引出孔9的變位的總和 在+x的方向?yàn)榇笮】贓FGH。在此，點(diǎn)A、 H為引出孔區(qū)域32的沿著 x軸的兩個(gè)邊與直線PQ的交點(diǎn)，點(diǎn)C為直線60與直線PQ的交點(diǎn)，點(diǎn) B、 G為上述的交點(diǎn)，點(diǎn)E為直線PQ與分割部22的交點(diǎn)，點(diǎn)D、 F為 通過點(diǎn)E而和x軸平行的線與直線60、 62的交點(diǎn)，點(diǎn)J、 N為引出孔 區(qū)域32的沿著x軸的兩個(gè)邊與分割部22的交點(diǎn)，點(diǎn)I為直線62與直 線PQ的交點(diǎn)。
并且，如以下所證明的，關(guān)于面積，為AABC+口EFGI^ACDE，
而且因?yàn)樽筮吅陀疫叿?hào)相反，所以將存在于直線PQ上的離子引出孔 9的沿著x軸方向的變位在沿著y軸的方向相加的結(jié)果(即總和)實(shí)質(zhì) 上變成零。該事實(shí)在直線PQ的從點(diǎn)J開始的距離X為0《X《W之間 成立。W是點(diǎn)J、 N間的沿著x軸方向的距離。
因此，在該距離W的區(qū)域內(nèi)，將在沿著y軸的方向排列的離子引 出孔9的沿著x軸方向的變位在沿著y軸的方向相加的結(jié)果，取任何 一列都是實(shí)質(zhì)上為零。如前面所述，因?yàn)槭拱?4在沿著y軸的方向移 動(dòng)，所以在靶14上，就等同于求上述變位的總和。因此，即使各個(gè)離 子引出孔9因熱膨脹而在沿著x軸的方向產(chǎn)生了變位，在和0《X《W 的區(qū)域內(nèi)相對(duì)應(yīng)的耙14上，也是等同于上述變位被消除了的情況。如 果離子引出孔9變位，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)靶14的離子束照射的均勻性降低， 進(jìn)而降低處理的均勻性，但是如上所述，因?yàn)樵诎?4上是等同于該變 位被消除了的情況，所以相應(yīng)地，能夠?qū)Π?4施行均勻性更加良好的 處理。另外，如果設(shè)引出孔區(qū)域32在沿著y軸方向的距離為d，則在它 和上述角度e、距離W之間有下式成立。<formula>formula see original document page 18</formula>
對(duì)上述的AABC+口EFGH二ACDE進(jìn)行證明。在圖14中，如果著 眼于AABC和AGHI，因?yàn)锳B^HG， ZCAB=ZIHG， ZABOZHGI， 所以因一邊兩頂角相等，從而AABC和AGHI全等。另外，如果著眼 于ACDE禾卩AIFE，因?yàn)镈E=FE， ZCED=ZIEF， ZCDE=ZIFE，所 以因一邊兩兩頂相等，從而ACDE和AIFE全等。根據(jù)以上所述，下 式成立，上述事實(shí)得到證明。
<formula>formula see original document page 18</formula>
在沿著x軸的方向夾住各分割部22的單側(cè)的兩根固定螺栓34， 典型的是夾住各分割部22，在沿著x軸的方向配置在對(duì)稱的位置，但 是因?yàn)閵A住各分割部22而配置的四根固定螺栓34如果在直線60、 62 上，則上述關(guān)系成立，所以，也可以如例如圖12中用兩點(diǎn)點(diǎn)劃線表示 的，在直線60上略微偏向外側(cè)(或者其相反側(cè)的內(nèi)側(cè))。關(guān)于另外的 固定螺栓也是一樣。
離子引出孔9的形狀和配置可以和上述的一樣，為如例如圖2、 圖6、圖7所示的圓孔的正方形排列，也可以是如例如圖8、圖9所示 的圓孔的之字形排列，還可以是如圖IO、圖ll所示的狹縫狀。
各分割部22的結(jié)構(gòu)也可以和上述的一樣，采取例如圖3 圖5所
示的結(jié)構(gòu)。
也可以將該(3)中所示的固定螺栓34的配置結(jié)構(gòu)與上述(2)中 所示的使離子引出孔9的面積總和一定的結(jié)構(gòu)并用，如此一來，因?yàn)?能夠起到兩者的效果，所以能夠?qū)Π?4施行均勻性更加良好的處理。
作為將電極片82固定在固定部的機(jī)構(gòu)，也可以采用固定銷釘?shù)葋?代替固定螺栓34。固定部在上述例中為支持框26，但是也可以采用除 此以外的凸緣等。
如前面所述，關(guān)于第二電極10也是，除了關(guān)于上述第一電極8在 上述(1)中所示的使分割部?jī)A斜的結(jié)構(gòu)以外，也可以采用上述(2) 所示的使離子引出孔的面積總和一定的結(jié)構(gòu)和上述(3)中所示的分割 部附近的固定螺栓的配置結(jié)構(gòu)中的一方或兩方。
離子源2的電極可以如上述例，為兩張，也可以為三張以上。例 如，也可以在第二電極10的下游側(cè)具有第三電極和第四電極。這種情 況下，有時(shí)第二電極10相對(duì)于等離子體生成部4被施加負(fù)電壓，被稱 為引出電極，第三電極被施加負(fù)電壓，被稱為抑制電極，第四電極為 接地電位，被稱為接地電極。如此離子源2具有多張電極時(shí)，可以對(duì) 其中的至少一張采用上述(1) (3)中所示的結(jié)構(gòu)之中所希望的結(jié) 構(gòu)，也可以對(duì)多張采用，還可以對(duì)所有張采用，關(guān)于采用了的電極， 能夠起到上述效果。特別是最上游側(cè)的第一電極S，因?yàn)殡x等離子體生 成部4最近，容易因來自等離子體生成部4的熱而被加熱，所以采用 上述(1) (3)的結(jié)構(gòu)的效果很大。
對(duì)多張電極采用上述(1)所示的分割結(jié)構(gòu)時(shí)，在各分割部為如圖 3 圖5所示例的結(jié)構(gòu)，離子束12不能從各分割部被引出的情況下， 各電極的分割部?jī)?yōu)選的是配置在離子束引出方向分別重疊的位置。'因
為如此一來，能夠減少離子束12不能被引出的地方的數(shù)量，所以能夠 增加離子束的量。
對(duì)多張電極采用上述(1)所示的分割結(jié)構(gòu)時(shí)，在各分割部為上下
貫通的間隙，離子束12能夠從各分割部被引出的情況下，各電極的分
割部?jī)?yōu)選的是配置在離子束引出方向分別不重疊的位置(即錯(cuò)開的位
置)。因?yàn)槿绱艘粊?，即使離子束12從分割部被引出，離子束密度大 的部分也能夠被分散，并且通過一個(gè)電極的分割部的離子束就會(huì)通過 另外的電極的非分割部的地方，峰值得到一些緩和，所以能夠使在沿 著x軸方向的離子束12的密度分布均勻化。而且，當(dāng)著眼于多張電極 之中的兩張電極時(shí)，例如如果假設(shè)它們?yōu)樯鲜龅谝浑姌O8和第二電極 10，那么也可以如圖17所示的例，配置成在第一電極8的分割部22 的正下方存在第二電極10的離子引出孔不存在區(qū)域59，并且在第二電 極10的分割部24的正上方存在第一電極8的離子引出孔不存在區(qū)域 58。因?yàn)槿绱艘粊?，從上面的分割?2漏出來的離子束被下面的不存 在區(qū)域59阻止，并且離子束不會(huì)從上面的不存在區(qū)域58漏到下面的 分割部24，所以能夠使在沿著x軸方向的離子束2的密度分布更加均 勻化。對(duì)于三張以上的電極也是一樣。
在離子源2具有一張電極的情況下，該電極可以采用上述(1) (3)所示的結(jié)構(gòu)之中所希望的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種離子束照射裝置，具有離子源，當(dāng)設(shè)相互正交的兩個(gè)軸為x軸和y軸時(shí)，在離子束引出方向具有一張以上的沿著xy平面的電極，該電極具有多個(gè)離子引出孔；和靶驅(qū)動(dòng)裝置，使靶在從該離子源被引出來的離子束的照射區(qū)域內(nèi)俯視看上去在沿著y軸的方向移動(dòng)，該離子束照射裝置的特征在于，將上述離子源的電極之中的至少一張?jiān)谘刂鴛軸的方向分割成多個(gè)電極片而構(gòu)成，而且將各分割部相對(duì)于y軸傾斜而配置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離子束照射裝置，其中，上述分割而構(gòu) 成的電極的離子引出孔排列成沿著y軸的方向上的多個(gè)離子引出孔 的面積總和在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上為一定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離子束照射裝置，其中，上述分割而構(gòu) 成的電極的各分割部為直線狀，在將該各分割部在沿著x軸的方向以 實(shí)質(zhì)上相互相等的距離夾住并且與分割部實(shí)質(zhì)上平行的兩條直線上， 分別位于分布著上述離子引出孔的引出孔區(qū)域的外側(cè)的四個(gè)地方，分 別配置著將上述電極片固定在固定部的固定機(jī)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子束照射裝置，其中， 上述分割而構(gòu)成的電極的離子引出孔排列成沿著y軸的方向上的多個(gè)離子引出孔的面積總和在沿著x軸的方向?qū)嵸|(zhì)上為一定，而且上述分割而構(gòu)成的電極的各分割部為直線狀，在將該各分割 部在沿著x軸的方向以實(shí)質(zhì)上相互相等的距離夾住并且與分割部實(shí)質(zhì) 上平行的兩條直線上，分別位于分布著上述離子引出孔的引出孔區(qū)域 的外側(cè)的四個(gè)地方，分別配置著將上述電極片固定在固定部的固定機(jī) 構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的離子束照射裝置，其中，在 上述分割而構(gòu)成的電極的各分割部，其兩側(cè)的電極片在沿著x軸的方 向在相互之間空出間隙，并且在離子束引出方向相互重疊而配置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使離子源具有分割結(jié)構(gòu)的電極，也能夠?qū)Π惺┬芯鶆蛐粤己玫奶幚淼碾x子束照射裝置。該離子束照射裝置具有引出離子束的離子源、和在從它引出來的離子束的照射區(qū)域內(nèi)，使靶(14)在沿著y軸的方向移動(dòng)的靶驅(qū)動(dòng)裝置。并且，將離子源的電極(8)在沿著與y軸正交的x軸的方向分割成多個(gè)電極片(82)而構(gòu)成，而且將各分割部(22)相對(duì)于y軸傾斜而配置。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101097830SQ20071011213
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者仲村信之, 安東靖典, 松本武, 松田恭博, 谷井正博 申請(qǐng)人:日新意旺機(jī)械股份有限公司