专利名称：离子束辐射装置以及制造半导体器件的方法
技术领域：
本公开涉及一种离子束辐射装置，该装置利用从离子源提取的离子束(在本说明书中，为正离子束)辐射目标，从而执行离子注入或另一工艺；并且也涉及一种使用该装置制造半导体器件的方法。在执行离子注入的情形下，离子束辐射装置也被称为离子注入器。
背景技术：
在离子束辐射装置中，从诸如提高装置的制造能力和减小离子注入深度以应付在目标上所形成的半导体器件的小型化的角度而言，期望有效地传输低能量和大电流的离子束，其中，所述离子束辐射装置利用从离子源提取的离子束来辐射目标，从而执行离子注入或另一工艺。
然而，随着离子束的能量更低和束的电流更大，由于空间电荷所导致的离子束的散射进一步增加，因此，难以有效地传输离子束。作为用于解决该问题的一种技术，在一种已知的技术中，将电子从外部供给至所传输的离子束，并且由这些电子来中和离子束的空间电荷。
在这种情形下，由于诸如通过所供给的电子对目标表面的负充电被抑制的原因，优选地，使用能够生成大量的低能量电子的电子源。
作为一种能够生成大量的低能量电子的电子源，日本专利未审查公开No.2005-26189 (0007段至0009，图l)(下文称为专利参考l)公开了一种场发射电子源。即，该公开公开了一种技术，其中，能够生成大量低能量电子的场发射电子源位于目标附近，使得从场发射电子源发射的电子从离子束的侧面，基本垂直地入射在离子束上，并且在离子束辐射处的目标表面的充电(上电)被抑制。
发明内容
虽然在专利参考l中公开了目标表面的充电抑制，和离子束的空间电荷的中和是用于不同目的的技术，但是本发明人设计了将诸如在专利参考l中公开的场发射电子源用于离子束的空间电荷的中和中，并且研究了该应用。
然而，应注意的是，即使当以在专利参考l中公开的技术相同的方式，从场发射电子源发射的电子从离子束的侧面基本垂直地入射在离子束上时，离子束的空间电荷中和的效果，以及因此的离子束散射的抑制也是很小的。
这由于以下原因所致。即使当如上所述地入射电子时，由于电子的动能，以及由于离子束的正束电势而导致的加速，大部分电子被移动穿过离子束或跨过离子束。因此，在离子束中的电子的存在可能性较低。相应地，难以有效地中和离子束的空间电荷。
因此，本发明的目的是提供一种装置，其使用场发射电子源，并且其能够有效地中和离子束的空间电荷，并且有效地抑制由于空间电
荷引起的离子束的散射。
本发明的第一方面的离子束辐射装置包括场发射电子源，其中，所述场发射电子源设置在离子束路径的附近，发射电子，并且具有许多微小发射器，其中，所述发射器形成在导电阴极基板上，并具有尖型；和抽取电极，其中，所述抽取电极以形成微小间隙地分别围绕在发射器的尖端的附近，并且所述场发射电子源被设置在一个方向上，
沿着该方向，由从电子源io所发射的电子与平行于离子束行进方向的
方向所形成的入射角处于-15度至+45度的范围内(离子束的内向方向为"+ "，并且其外向方向为"-")。当将场发射电子源设置在上述的方向，并且从场发射电子源发射 的电子相对于离子束的入射角被设置为上述范围内时，离子束中电子 的存在可能性得到提高。结果是，能够有效地中和离子束的空间电荷， 并且能够有效地抑制由于空间电荷引起的离子束的散射。
在本发明的第二方面中，入射角是优选地处于从-15度至+30度的 范围内。更加优选地，在本发明的第三方面中，入射角处于从基本O度 至+15度的范围内。最优选地，在本发明的第四方面中，入射角为基本 0度。
在本发明的第五方面中，场发射电子源可以设置在一个方向，沿 着该方向将电子朝向离子束的行进方向的下游侧发射。可选地，在本 发明的第六方面中，场发射电子源可以设置在一个方向，沿着该方向 将电子朝向离子束的行进方向的上游侧发射。
场发射电子源可以处于离子束的路径的一侧。可选地，在本发明 的第七方面中，场发射电子源可以设置在离子束的路径的两侧。
在本发明的第八方面中，在处于场发射电子源的位置处的情况下， 离子束具有一种形状，在该种形状中，在行进方向X所贯穿的平面中的
Y方向上的尺度大于在垂直于Y方向的Z方向上的尺度，优选地，场发
射电子源具有在Y方向延伸的形状。
在本发明的第九方面中，当目标是半导体基板，并且通过使用离 子束辐射装置利用离子束辐射半导体基板以执行离子注入时，可以在 半导体基板上制造多个半导体器件。
根据本发明的第一方面，当将场发射电子源设置在上述方向中， 并且从场发射电子源发射的电子相对于离子束的入射角被设置在上述范围内时，离子束中电子的存在可能性得到了提高。因此，能够有效 地中和离子束的空间电荷，并且能够有效地抑制由于空间电荷引起的 离子束的散射。结果是，能够改善离子束的传输效率。
根据本发明的第二方面，当将入射角设置在上述范围内时，通过 从场发射电子源发射的电子，能够更有效地中和离子束的空间电荷， 并且能够更有效地抑制由于空间电荷引起的离子束的散射。结果是， 能够更加改善离子束的传输效率。
根据本发明的第三方面，当将入射角设置在上述范围中时，通过 从场发射电子源发射的电子，进一步有效地中和离子束的空间电荷， 并且能够进一步有效地抑制由于空间电荷引起的离子束的散射。结果 是，能够进一步改善离子束的传输效率。
根据本发明的第四方面，当入射角基本为0度时，通过从场发射电 子源发射的电子，进一步有效地中和离子束的空间电荷，并且能够进 一步有效地抑制由于空间电荷引起的离子束的散射。结果是，能够进 一步改善离子束的传输效率。
根据本发明的第五方面，当将场发射电子源设置成朝向下游侧时， 该场发射电子源能够被设置为从目标上游分离，从而能够在离目标长 距离范围内，有效地抑制离子束的散射。
根据本发明的第六方面，当将场发射电子源设置成朝向上游侧时， 通过从场发射电子源发射的电子，能够有效地中和离子束的空间电荷， 并且能够有效地抑制由于空间电荷引起的离子束的散射。此外，从场 发射电子源发射的电子几乎没有入射在目标上。因此，获得抑制了由 电子对目标表面的负充电的进一步效果。在从场发射电子源发射的电 子的能量不是很低的情况下，这尤其有效。根据本发明的第七方面，将场发射电子源设置在离子束的路径的 两侧上，以便能够将电子从离子束的两侧提供至离子束。因此，离子 束的空间电荷能够进一步有效地中和，并且能够进一步有效地抑制由 于空间电荷引起的离子束的散射。
根据本发明的第八方面，场发射电子源具有在Y方向延伸的形状。
因此，即使当通过或未通过在Y方向的扫描，离子束具有在Y方向延伸
的形状时，在离子束的更宽范围上，离子束的空间电荷能够被更有效
地中和。
根据本发明的第九方面，通过使用其中空间电荷被中和且减少了 散射的离子束，在半导体基板上能够制造多个半导体器件。因此，能 够在同一半导体基板上制造具有统一特性的多个半导体器件。因此， 提高了产率，并且增强了半导体器件的生产效率。
图l是示出了本发明的离子束辐射装置的实施例的示意性侧视图； 图2是示出图1中所示的场发射电子源和离子束的示例的前视图， 如从线A-A所示；
图3是放大地示出了单抽取电极型的场发射电子源的一个发射器
的附近以及电源的示例的图4是放大地示出了双抽取电极型的场发射电子源的一个发射器
的附近以及电源的示例的图5是示出了从场发射电子源发射的电子相对于离子束的入射角
的图6是示出了本发明的离子束辐射装置的另一实施例的示意性侧
视图7是示出了在未供给电子的情形下，由空间电荷引起的离子束的 散射的模拟结果的示例的视图8是示出了当供给电子时中和离子束的模拟的初始条件的视9图9是示出了以89度的入射角将电子供给到离子束的情况下，电子 轨迹和离子束散射的模拟结果的示例的视图10是示出了以30度的入射角将电子供给到离子束的情况下，电 子轨迹和离子束散射的模拟结果的示例的视图11是示出了以15度的入射角将电子供给到离子束的情况下，电 子轨迹和离子束散射的模拟结果的示例的视图12是示出了以0度的入射角将电子供给到离子束的情况下，电子 轨迹和离子束散射的模拟结果的示例的视图13是示出了以-15度的入射角将电子供给到离子束的情况下，电
子轨迹和离子束散射的模拟结果的示例的视图14是集体地示出了相对于电子的入射角的、在x:350mm位置处
的离子束的直径的视图。
参考数字和参考符号的说明
1离子源
2离子束
4目标
6保持器
10场发射电子源
12电子
16阴极基板
18发射器
e入射角
具体实施例方式
图l是示出了本发明的离子束辐射装置的实施例的示意性侧视图。 将离子束辐射装置如此构造，以便利用从离子源1抽取的离子束2辐射 保持器6所保持的目标4，以执行诸如在目标4上离子注入的处理。保持 器6处于，例如，接地电势。将离子束2的传输路径和保持器6设置在未 示出的真空室中，以使其处于真空中。例如，目标4是半导体基板，玻璃基板等。
在从离子源1延伸至保持器6的离子束2的传输路径中，如所要求
地，设置分离离子束2的质量的质量分离器，以及在离子束2上执行扫
描操作的扫描器等。
发射电子12的场发射电子源10设置在离子束2的路径的附近处。在 本实施方式中，场发射电子源10位于一个方向，沿着该方向，将电子 12朝向离子束2的行进方向X的下游侧发射。场发射电子源10处于离子 束2的路径的两侧(在Z方向的两侧)上。
在场发射电子源10的位置处，离子束2可以具有点状剖面形状，或 所谓的带状(这也称为"薄片状"或"条状")的形状，其中，在如 图2中所示的示例中，在离子束2的行进方向X所贯穿的平面中的Y方向 上的尺度大于(具体地，充分大于)在与Y方向交叉的Z方向上的尺度。 带状形状并不意味着如纸般薄的形状。
通过以Y方向往复扫描诸如图2中所示的点状离子束2a，可以使带 状离子束2具有带状形状，或在未执行扫描的条件下，从离子源l抽取 离子束的情形下，可以使带状离子束2具有带状形状。
在该实施例中，通过目标驱动装置8在与Y方向交叉的方向上(即， 沿着Z方向的方向，或从其倾斜的方向上)，以机械方式，往复地驱动 目标4与保持器6。离子束2在Y方向上的宽度稍微大于在目标4的相同方 向上的宽度。这种和上述的往复驱动使得目标4的整个表面被通过离子 束2所辐射。
Y方向可以是水平方向、垂直方向、或从其倾斜的方向。 如图3所示，图3中放大地示出了场发射电子源10的一部分，电子源10包括导电阴极基板16;许多微小发射器18，其形成在阴极基板 16的表面中，并且具有尖型；抽取电极(也称为栅极)22，其围绕在
发射器18的顶端的附近，具有在其间形成微小间隙26，并且其对于发 射器18是公共的；以及绝缘层20，其设置在抽取电极22和阴极基板16 之间以使它们彼此绝缘。阴极基板16和发射器18是互相电传导的。
每个发射器18具有锐利的尖形。换言之，发射器18具有越往尖端 越尖的形状。在图3中所示的示例中，发射器具有圆锥形，或可选地， 可以具有金字塔形等。
抽取电极22在与发射器18相对应的位置具有微小孔24。每个微小 孔24具有，例如，环形。在微小孔24的中心部分，相应于发射器18的 尖端的附近设置有在发射器18和微小孔24的内壁之间形成的微小间隙 26。
每个发射器18的高度、基部的直径D3、每个微小孔24的直径，以 及每个间隙26的直径具有以pm为单位的微小尺寸。
这样构造的发射器18大量形成在阴极基板16中。所述大量不是数 十至数百的数目，而是简言之，至少大约上万或更多的数目。具体而 言，如图2中所示，在本实施例中每个场发射电子源10具有多个电子源 阵列14，并且每个电子源10阵列14具有大约一万至二万个发射器18。 构成每个场发射电子源10的电子源10阵列14的数目不限于图2中所示 的三个。
再次参考图3，通过场发射的方式，将DC抽取电源32连接在场发 射电子源10的阴极基板16和抽取电极22之间，同时，将抽取电极22设 置为正侧，其中，所述DC抽取电源32将抽取电压V!应用于从发射器18 抽取电子12。例如，抽取电压Vi为大约50至100V。如所要求的，如图3的示例中所示的，调整从场发射电子源10发射
的电子12能量的能量调整电源36可以连接在阴极基板16和接地电势之 间。例如，电源的输出电压V3为大约0至50V。
场发射电子源10能够以抽取电压Vi发射电子12，其中，如上所述， 所述抽取电压V,较低，从而能够发射低能量的电子12。而且，电子源 10具有许多发射器18，因此能够生成大量的电子12。例如， 一个电子 源阵列14能够生成大约10(HiA至lmA的电子12。当电子源10设置有多个 电子源阵列14时，电子源10能够生成阵列数目的整数倍的电子12。
场发射电子源10具有与半导体器件相似的结构，从而能够被极端 小型化。而且，电子源10能在将其置于真空室中的同时被操作，其中， 所述真空室将离子束2的路径保持在真空中。因此，能够将场发射电子 源10被设置成非常接近离子束2的路径。
如在图4中所示的示例中，场发射电子源10还可以包括第二抽取电 极28，其处于相对于抽取电极22的电子12的发射侧的一侧上，其沿着 抽取电极22延伸，并且其具有许多微小孔30。抽取电极22、 28经由未 示出的空间或绝缘层等，彼此电绝缘。DC第二抽取电源34连接在阴极 基板16和第二抽取电极28之间，其中，所述DC第二抽取电源34将第二 抽取电压V2应用于调整从场发射电子源10发射的电子12能量。当￥2> V J寸，电子源10以加速模式操作，在该模式中，所发射的电子12的能量 进一步增加，而，当V^VJ寸，电子源10以减速模式操作，在该模式 中，所发射的电子12的能量进一步下降。
如图5中所示，从场发射电子源10发射的电子12的、相对于方向40 的角e被称为入射角，其中，所述方向40平行于离子束2的行进方向X。 当离子束2的内向方向是+ (正)，并且外向方向是-(负)时，设定
入射角e。专利参考l中公开的场发射电子源设置在一个方向，沿着该方向，
入射角e大约为9o度。相比之下，在该实施方式中，场发射电子源io设
置在一个方向，沿着该方向，入射角e为，例如，在大约-15度至+ 45
度的范围内。
由于以下原因，场发射电子源10能够设置在如上所述的充分小于
9o度的入射角e的方向上。如上所述，场发射电子源io能够极端小型化，
并且在真空中操作。因此，场发射电子源10能够处于非常接近离子束2
的路径的位置。
即使当电子i2以上述小入射角e，从场发射电子源io发射，由离子
束2所产生的正束电势Vp存在于离子束2中和其周围。相应地，电子12 被束电势Vp拉入离子束2，以促进离子束2的空间电荷的中和。
此外，当将从场发射电子源io的发射的电子i2的入射角e设置在上
述的范围内时，移动电子12以穿过离子束2或越过离子束2的可能性降 低，因此，离子束2中的电子12的存在可能性提高。结果，离子束2的 空间电荷能够被有效地中和，并且由于空间电荷所引起的离子束2的散 射能够被有效地抑制。因此，能够改善离子束2的传输效率。
将描述电子12的入射角e和离子束2的中和之间关系，g口，散射的 抑制的模拟结果。
图7示出了在未供给电子12的情况下，由于空间电荷所引起的离子 束2的散射的示例。在以下的模拟中，离子束2的离子类型是3卞+，能量 是500eV，电流是25pA，并且在X^mm的位置的直径Di是50mm。当未 供给电子12时，在X二350mm的位置的离子束2的直径D2是193mm，并且 可见离子束被大量地散射。
图8示出了当供给电子12时，中和离子束2的模拟的初始条件。在X二0mm的位置处，构成离子束2的离子2b散布在YZ平面中，并且电子 12被环状地置于外围。电子12以各种入射角e被发射。此时，电子12的
能量是10eV，并且电子电流Ie与离子束电流Ii的比率VIi是34。
图9示出了在入射角是89度的情况下的示例。该示例与专利参考 1中公开的场发射电子源的设置相似。可见，电子12多次穿过离子束 2以往复振动。在X-350mm的位置处的离子束2的直径D2是186 mm， 并且可见，离子束2被大量地散射，并且电子12几乎未促进离子束2 的空间电荷的中和。
图IO示出了在入射角6是30度的情况下的示例。可见，大部分 电子12被捕获入离子束2的轨迹。在X=350mm的位置处的离子束2 的直径D2是116mm，并且可见，电子12有效地促进了离子束2的空 间电荷的中和，并且有效地抑制了离子束2的散射。
图11示出了在入射角9是15度的情况下的示例。可见，大部分 电子12被捕获入离子束2的轨迹。在X=350mm的位置处的离子束2 的直径D2是113mm，并且可见，电子12更有效地促进了离子束2的 空间电荷的中和，并且更有效地抑制了离子束2的散射。
图12示出了在入射角e是0度的情况下的示例。在X:350 mm的 位置处的离子束2的直径D2是lllmm，并且可见，电子12进一步有 效地促进了离子束2的空间电荷的中和，并且进一步有效地抑制了离 子束2的散射。
图13示出了在入射角9是-15度的情况下的示例。可见，即使在 入射角e为负的情况下，当角的绝对值如本示例中一样小，大部分电 子12被离子束2的正束电势捕获入离子束2的轨迹。在X=350mm的 位置处的离子束2的直径D2是120mm，并且可见，电子12有效地促 进了离子束2的空间电荷的中和，并且有效地抑制了离子束2的散射。以除了上述值外的入射角e执行模拟。图14是集体地示出了相对于 电子12的入射角e的模拟中，在J^350mm位置处的离子束2的直径D2的
视图。有人认为，当入射角e在负侧中变大时，由于以下原因，离子束
2的散射增加。电子12以从离子束2分离的方向发射，并且几乎不被离 子束2的正束电势捕获。如图中所示，优选地，入射角6处于从-15度至 +45度的范围中；更优选地，处于从-15度至+30度的范围中；进一步优 选地，处于基本从0度至+15度的范围中；最优选地，基本处于O度。
在上述的模拟中，电子12从离子束的外围发射。相反，在图l的实 施例中，从离子束2的两侧发射电子12，即，从位于离子束2的两侧的 场发射电子源10发射。虽然该条件与上述的稍微不同，模拟和实施例 是共同的，因为电子12被从离子束2的附近发射。因此，根据模拟的结 果，可以推断，本实施例中，通过将从场发射电子源10发射的电子12 的入射角e设置为上述范围内，也可以获得具有与模拟相同趋势的结 果。
艮P，场发射电子源10优选地设置在一个方向，沿着该方向，从那 里发射的电子12的入射角e处于从-15度至+45度的范围中；更优选地， 处于从-15度至+30度的范围中；进一步优选地，处于从基本0度至+15
度的范围中；以及，最优选地，基本处于o度。随着入射角e变小，能
够更加有效地抑制由于空间电荷引起的离子束2的散射，并且能够更加 改善离子束2的传输效率。
再次参考图l，场发射电子源10可以设置在从离子源1延伸至保持 器6的离子束2的路径的任何部分中。当用于将电或磁场施加到离子束2 的装置存在于离子束2中时，电子12几乎不穿过该装置。因此，电子源 10优选地设置在这样的装置和离子束2的散射被抑制的位置之间，例 如，在这种装置的下游侧。场发射电子源10可以设置在从离子源1延伸 至保持器6的离子束2的路径的多个位置处。
16如图l中所示的实施例中，将场发射电子源io设置成朝向下游侧，
从而如此设置场发射电子源IO，使得其从目标4向上游侧分离，并且在
离目标4很远一段距离内，能够有效地抑制离子束2的散射。
场发射电子源10可以位于离子束2的路径的一侧上。如图1和图2 所示的实施例中，例如，场发射电子源10可以优选地位于离子束2的路 径的两侧。根据该结构，电子12能够从两侧被供给至离子束2。因此， 离子束2的空间电荷能够被更为有效地中和，并且能够更为有效地抑制 由于空间电荷引起的离子束2的散射。如所要求的，场发射电子源10可 以位于围绕离子束2的路径的四个位置处。这种构造与上述的模拟更相 似。
在离子束2具有如图2中所示的示例中的带状形状的情况下，场发 射电子源10优选地具有拉长的形状，该拉长形状沿着Y方向，目卩，带状 形状离子束2的宽度方向延伸。根据该构造，即使当离子束2具有沿着Y 方向延伸的形状，离子束2的空间电荷能够在离子束2的更宽范围内， 被更均匀地中和。
如图6所示的实施例中，场发射电子源10可以位于一个方向，沿着 该方向，电子12朝向离子束2的上游侧发射。在这种情况下，优选地， 场发射电子源10可以位于保持器6的上游侧的附近。另一构造与上述的 实施例的构造一致，并且因此省略重复的描述。
即使当场发射电子源10被设置成朝向上游侧时，从其发射的电子 12在向上游侧移动时，被离子束2的正束电势Vp捕获。因此，通过与上 述实施例一样的功能，能够有效地中和离子束2的空间电荷并且能够有 效地抑制由于空间电荷引起的离子束2的散射，其中，在上述实施例中， 场发射电子源10被设置成朝向下游侧。当场发射电子源10被设置成朝向上游侧时，从场发射电子源10发
射的电子12几乎未入射在目标4上。因此，可以抑制目标4的表面的负 充电，其中，所述负充电由目标4上的电子12的入射而产生。在从场发 射电子源10发射的电子12的能量不是很低的情况下，这尤其有效。
通过将半导体基板用作目标4，使用实施例之一的离子束辐射装 置，以及利用离子束2辐射半导体基板，可以在半导体基板(例如，硅 基板)上制造多个半导体器件。例如，实施例之一的离子束辐射装置 可以用于将期望的离子(例如，用作杂质的离子)注入半导体基板的 表面或表面层部分的期望区域的步骤中，从而在半导体基板上制造用 作半导体器件的多个集成电路(例如，LSIs系统等)。
近来，在半导体基板上形成的半导体器件的小型化是非常先进的 (换言之，非常高度地集成)。当在这些半导体器件上执行离子注入 时，在半导体基板的表面中形成的凸或凹部件中，存在阻止部件形成 的问题，其中，在所述部件中不注入离子或者所述部件为被遮蔽的部
件。当未执行该阻止时，要形成的半导体器件的特征是散布的，并且 可能产出有缺陷的装置。
为了解决该问题，必须用高平行度的离子束辐射半导体基板。当 由空间电荷引起的离子束的散射很大时，难以用高平行度的离子束辐 射半导体基板。反之，当使用实施例之一的离子束辐射装置时，通过 使用其中空间电荷被中和且较少散射的离子束2，在半导体基板上能够 产生多个半导体器件。因此，多个具有统一特征的半导体器件能够在 同一半导体基板上产生。结果是，产率得到提高，并且也提高了半导 体器件的生产效率。
当参考具体实施例详细地描述本发明时，对于本领域的技术人员 显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做各种 改动和修改。本发明基于2006年6月12日提交的日本专利申请(No. 2006-162394)，其通过引用合并于此。
权利要求
1. 一种离子束辐射装置，其利用从离子源抽取的离子束来辐射目标，所述离子束辐射装置包括场发射电子源，所述场发射电子源设置在所述离子束的路径的附近并且发射电子，所述场发射电子源具有导电阴极基板、多个微小发射器以及抽取电极，其中，所述多个微小发射器形成在所述导电阴极基板上，并且所述多个微小发射器的每个都具有尖型，而所述抽取电极以形成微小间隙的方式分别围绕在所述发射器的尖端的附近，其中，将所述场发射电子源以一个方向设置，在沿着该方向上，由从所述发射电子源所发射的电子与平行于所述离子束的行进方向的方向所形成的入射角处于-15度至+45度的范围内，其中，所述离子束的内向方向为“+”，并且所述离子束的外向方向为“-”。
2. 根据权利要求l所述的离子束辐射装置，其中，将所述场发射电子源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，所述入射角处于-15度至+30度的范围内。
3. 根据权利要求l所述的离子束辐射装置，其中，将所述场发射电子源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，所述入射角处于基本为0度至+15度的范围内。
4. 根据权利要求l所述的离子束辐射装置，其中，将所述场发射电子源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，所述入射角基本为O度。
5. 根据权利要求1至4的任何一项所述的离子束辐射装置，其中，将所述场发射电子源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，电子被朝向所述离子束的行进方向的下游侧发射。
6.根据权利要求1至4的任何一项所述的离子束辐射装置，其中， 将所述场发射电子源以一个方向设置，在沿着该方向上，电子被 朝向所述离子束的行进方向的上游侧发射。
7. 根据权利要求1至6的任何一项所述的离子束辐射装置，其中， 所述场发射电子源设置在所述离子束的所述路径的两侧。
8. 根据权利要求1至7的任何一项所述的离子束辐射装置，其中， 在所述场发射电子源的位置处，所述离子束具有一种形状，在所述形 状中，在所述行进方向X所贯穿的平面中的Y方向上的尺度大于与所述 Y方向相垂直的Z方向上的尺度，并且所述场发射电子源具有在所述Y 方向上延伸的形状。
9. 一种制造半导体器件的方法，其中，通过利用根据权利要求l 至8中任何一项所述的离子束辐射装置，以离子束来辐射作为目标的半 导体基板，从而执行离子注入，进而在所述半导体基板上制造多个半 导体器件。
10. —种离子束辐射装置，其利用从离子源抽取的离子束来辐射 目标，所述离子束辐射装置包括电子源，所述电子源设置在所述离子束的路径的附近并且发射电 子，使得所述电子在所述离子束的所述路径中以与所述离子束的行进 方向相反的方向行进，其中，将所述电子源以一个方向设置，在沿着该方向上，由从所 述电子源所发射的电子与平行于所述离子束的行进方向的方向所形成 的入射角处于-15度至+45度的范围内，其中，所述离子束的内向方向为 "+ "，并且所述离子束的外向方向为"-"。
11. 根据权利要求10所述的离子束辐射装置，其中，将所述电子源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，所述入射角处于-15度至 +30度的范围内。
12. 根据权利要求10所述的离子束辐射装置，其中，将所述电子 源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，所述入射角处于基本为o 度至+15度的范围内。
13. 根据权利要求10所述的离子束辐射装置，其中，将所述电子 源以一个方向设置，以使得在沿着该方向上，所述入射角基本处于0度。
14. 根据权利要求10至13的任何一项所述的离子束辐射装置，其 中，所述电子源设置在所述离子束的所述路径的两侧。
15. 根据权利要求10至14的任何一项所述的离子束辐射装置，其 中，所述电子源为场发射电子源，并且，所述场发射电子源具有导电 阴极基板、多个微小发射器以及抽取电极，其中，所述多个微小发射 器形成在所述导电阴极基板上，并且所述多个微小发射器的每个都具 有尖型，而所述抽取电极以形成微小间隙的方式分别围绕在所述发射 器的尖端的附近。
16. 根据权利要求10至15的任何一项所述的离子束辐射装置，其中，在所述电子源的位置处，所述离子束具有一种形状，在该形状中， 在所述行进方向X所贯穿的平面中的Y方向上的尺度大于与所述Y方向 相垂直的Z方向上的尺度，并且所述电子源具有在所述Y方向上延伸的 形状。
17. —种制造半导体器件的方法，其中，通过利用根据权利要求 10至16中任何一项所述的离子束辐射装置，以离子束来辐射作为所述 目标的半导体基板，从而执行离子注入，进而在所述半导体基板上制 造多个半导体器件。
全文摘要
一种具有场发射电子源(10)的离子辐射装置，其中，所述场发射电子源(10)设置在离子束(2)的路径的附近并且发射电子(12)。场发射电子源(10)以一个方向设置，沿着该方向，由从电子源(10)发射的电子(12)与平行于离子束(2)的行进方向的方向所形成的入射角处于-15度至+45度的范围内(离子束(2)的内向方向是“+”，以及其外向方向是“-”)。
文档编号H01J37/317GK101467228SQ200780021880
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月12日 优先权日2006年6月12日
发明者丹·尼古拉斯库, 后藤康仁, 石川顺三, 酒井滋树 申请人:国立大学法人京都大学;日新离子机器株式会社